陳軍源， 董玉德， 柳吉慶， 朱長江

（1. 九江職業(yè)技術(shù)學院機械工程系，江西 九江 332007；

2. 合肥工業(yè)大學數(shù)字化設計與制造重點實驗室 安徽 合肥 230009）

面向中小型燃氣具行業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)

陳軍源1， 董玉德2， 柳吉慶2， 朱長江2

（1. 九江職業(yè)技術(shù)學院機械工程系，江西 九江 332007；

2. 合肥工業(yè)大學數(shù)字化設計與制造重點實驗室 安徽 合肥 230009）

分析了中小型燃氣具企業(yè)特點，結(jié)合廣東某燃氣具公司存在的實際問題，探討了在中小型燃氣具企業(yè)建設和實施產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的方法；論文利用ASP.NET技術(shù)和SQL技術(shù)開發(fā)了基于Web的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，給出了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設計方案、采用的關(guān)鍵技術(shù)和主要功能實現(xiàn)。系統(tǒng)實施后，規(guī)范了其物料流程，實現(xiàn)了基于網(wǎng)絡的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理。系統(tǒng)具有適度柔性，易于推廣。

計算機應用；燃氣具；物料；編碼；產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理

據(jù)全球知名的WNA國際調(diào)查：中國燃氣具市場正以每年17%的增長速度發(fā)展，行業(yè)平均利潤率為12%，以櫻雪、萬家樂、萬和、華帝為首的燃氣具“四大家族”市場占有率達45%，中小型燃氣具企業(yè)也占據(jù)著半壁江山。隨著制造業(yè)信息化的深入推進，各大燃氣具知名企業(yè)紛紛推進信息化建設步伐：櫻雪采用天思經(jīng)理人 ERP和PDM構(gòu)建信息化管理平臺；華帝采用普維PDM和SAP ERP建設信息平臺；萬家樂斥巨資引進Oracle ERP系統(tǒng)，并全面導入PDM系統(tǒng)；萬和導入普維PDM為研發(fā)體系管理升級。我國經(jīng)過幾十年的信息化探索和建設后，大型商用 PDM軟件已經(jīng)走向成熟，然而這些軟件具有如下特點：① 價格昂貴，非中小型企業(yè)所能承受；②設計和實施模式針對大中型企業(yè)；③ 不符合中小型企業(yè)現(xiàn)狀。對于中小型燃氣具行業(yè)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)建設模式幾乎空白。

我國中小型燃氣具企業(yè)人員、設計、管理現(xiàn)狀主要特點表現(xiàn)如下：

（1） 企業(yè)的生產(chǎn)一線員文化水平低；設計人員是從知名燃氣具公司挖來的技術(shù)骨干。人員流動性大。

（2） 一個部門負責產(chǎn)品設計、工藝等所有與產(chǎn)品有關(guān)的問題；一個產(chǎn)品通常有一個工程師帶幾個技術(shù)員來負責。

（3） 對圖紙管理仍采用紙質(zhì)存儲管理，難于查閱；電子文檔管理不規(guī)范，通常保存到技術(shù)員電腦中，一旦該職員離職，設計資料將會被全部帶走，帶來損失的同時不利于企業(yè)技術(shù)積累；公司基礎電子數(shù)據(jù)庫不完整。

（4） 管理方式落后，主要靠個人的經(jīng)驗，制度沒有規(guī)范化。電腦普及率低，信息的傳遞一般是靠紙質(zhì)文檔。

（5） 中小型公司燃氣具產(chǎn)品設計具有跟隨性，產(chǎn)品技術(shù)含量不高，大部分物料是采購件，因此對物料的管理顯得尤為重要。

廣東某燃氣具有限公司是專門從事家用廚具產(chǎn)品設計、制造和銷售一體化中小型企業(yè)，截止2008年底，年銷售額達3.86億。企業(yè)設計手段落后，信息孤島問題嚴重，造成設計效率低，重復勞動量大；新產(chǎn)品開發(fā)周期短，工程師經(jīng)常出差在外；由于該企業(yè)近幾年超預期的高速發(fā)展，原始的物料管理方式具有很大的隨機性（業(yè)務流程如圖 1所示），對人尤其是倉管人員具有很大的依賴性。隨著公司產(chǎn)品的更新?lián)Q代、產(chǎn)品品種和數(shù)量迅猛增長及人員的更迭，這種方式就造成了下面一些問題：① 同一物料在各部門的名稱不統(tǒng)一，造成部門之間對物料信息的溝通存在障礙；② 計劃部門往往會得到不準確的庫存，造成某些原料庫存積壓嚴重而某些物料不足導致停產(chǎn)；③ 同一物料多個記錄，造成財務部信息的大量冗余；④ 新設計不能得到及時審批而耽擱新產(chǎn)品上線；⑤ 文檔查閱困難，設計借鑒能力差。

本研究以廣東某燃氣具有限公司項目建設為背景，探索在中小型燃氣具企業(yè)實施和建設產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理之道，并設計開發(fā)出一套符合中小型燃氣具企業(yè)需求的系統(tǒng)。

圖1 公司原有物料流轉(zhuǎn)業(yè)務流程

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計

1.1 平臺體系結(jié)構(gòu)

基于網(wǎng)絡的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)總體采用B/S架構(gòu)，其設計基于 ASP.NET技術(shù)采用三層結(jié)構(gòu)[1]，如圖2所示。

（1） 用戶交互層 系統(tǒng)與軟件用戶交互接口。這層完成系統(tǒng)的輸入、輸出及其驗證，在ASP.NET技術(shù)下表現(xiàn)為一個個的窗體。設計時應考慮到瀏覽器差異給用戶帶來的不同。

（2） 業(yè)務邏輯層 根據(jù)用戶的請求完成相應的邏輯運算。這層在服務器端執(zhí)行，在ASP.NET技術(shù)下表現(xiàn)為窗體的后臺代碼或者類庫。一個窗體可能涉及到一個或多個業(yè)務邏輯。業(yè)務邏輯層向上提供服務，向下索取查詢結(jié)果。

（3） 數(shù)據(jù)交互層 根據(jù)業(yè)務邏輯的需要完成數(shù)據(jù)源查詢操作并返回結(jié)果。.NET提供ADO.NET類庫與數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)負責交互。數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)可以是物理文件也可以是數(shù)據(jù)庫，如圖紙、XML等物理文件和SQL、Oracle等數(shù)據(jù)庫。為了使系統(tǒng)能適應多種數(shù)據(jù)庫存儲環(huán)境，本系統(tǒng)分別針對幾種常用的數(shù)據(jù)庫提供了接口，通過依賴注入技術(shù)[2]方便實現(xiàn)了系統(tǒng)在不同數(shù)據(jù)庫之間的移植。

以上三層是在VS環(huán)境下所完成的任務。分層有利于系統(tǒng)的多人合作開發(fā)，讓不同角色的開發(fā)人員專著于自己的專長領(lǐng)域，提升代碼的健壯性；降低系統(tǒng)耦合，提高代碼的重用性。

圖2 基于Web產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

1.2 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

基于網(wǎng)絡的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理要確保產(chǎn)品數(shù)據(jù)的安全性，同時要滿足用戶的需求。因此把系統(tǒng)劃分為五大模塊：系統(tǒng)管理中設置誰以什么身份有權(quán)訪問哪個模塊，設置系統(tǒng)運行常數(shù)，記錄用戶行為；文檔管理模塊處理有關(guān)文檔的操作，如查閱、上傳、批注等，為杜絕圖紙的非法訪問，需要對特定的圖紙授權(quán)；流程管理模塊包括流程節(jié)點有關(guān)設置，流程對象和狀態(tài)管理等；編碼模塊中設置編碼規(guī)則，能夠根據(jù)用戶的規(guī)則編碼和對編碼進行解析等；物料管理模塊處理物料有關(guān)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如圖3所示。

1.3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設計

本系統(tǒng)采用SQL Server 2000作為后臺數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)表的設計按照系統(tǒng)模塊劃分單獨設計，對數(shù)據(jù)的操作均采用存儲過程。存儲過程的多表的聯(lián)合查詢有利于減少業(yè)務邏輯代碼的編寫，提高程序的執(zhí)行效率[3]。

2 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

2.1 企業(yè)業(yè)務流程優(yōu)化及物料編碼規(guī)則的制定

物料問題的產(chǎn)生歸根結(jié)底是物料業(yè)務流程不合理及未使用物料編碼造成的，因此要解決由此引起的問題首要制定嚴格的物料業(yè)務流程。物料涉及到多個部門，業(yè)務流程制定如圖4所示：確立了技術(shù)部為核心的物料編碼源，編碼由電腦自動生成。在所有物料使用的文檔中都加入編碼，避免了由于人員疏忽造成的信息不準確。

圖3 基于Web產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

圖4 物料管理業(yè)務流程規(guī)范化

編碼規(guī)則要最大限度的繼承財務部已存在的編碼，由于還存在人工操作，而且要滿足各個部門的需要。比如銅蓋這個物質(zhì)由銅蓋外環(huán)、銅蓋中心和銅蓋底座三個部分組成，生產(chǎn)部門把其當作一個整體拿來生產(chǎn)，而售后部門就可能拿其中的一個；同一種板件的噴涂狀態(tài)（藍色或紅色）不同價格就不同，技術(shù)部不區(qū)分而財務部要區(qū)分。在編碼符合其基本原則[4]的基礎上，滿足編碼易用性，制定如圖 5所示編碼方案：① 用兩位表示產(chǎn)品大類，公司擁有7種產(chǎn)品，分別是爐具、煙機、消毒柜、燃氣熱水器、電熱水器、電磁爐及雜類，兩位保證該規(guī)則滿足公司在未來發(fā)展需要；② 用一位表示生產(chǎn)類別——外購件、自制件和白機；③ 用兩位表示一個產(chǎn)品下物料大類，具體某個碼指代哪個類由產(chǎn)品負責工程師確定；④ 用三位表示某一物料大類下的具體物料；⑤ 用一位表示物料的狀態(tài)碼，這針對財務需要把物料發(fā)外噴涂等預留的，物料的基本狀態(tài)為0，其余狀態(tài)財務部與具體部門協(xié)商統(tǒng)一；⑥用三位表示拆分碼，即一個物料的組成。當不同物料有相同的拆分時，編碼以第一次編的為準。

圖5 物料編碼方案

2.2 數(shù)據(jù)批量入庫技術(shù)

該公司采用AutoCAD作為計算機輔助設計軟件，為了使公司存儲的大量歷史數(shù)據(jù)快速上傳到數(shù)據(jù)庫中，為此設計了C/S模式的DWG文檔快速檢索工具。通過由Open Design Alliance開發(fā)的 DWGdirectX編程接口，程序運行不依賴AutoCAD平臺，只需在客戶端安裝DWGdirectX類庫，就可提取所需要的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)[5]。使用實例如圖6所示，該界面的圖紙信息欄中藍色部分對應的輸入框中的內(nèi)容，是自動提取DWG文件的信息。

圖6 AutoCAD文檔批量上傳工具

3 系統(tǒng)功能實現(xiàn)

基于上述分析，本項目開發(fā)了基于 Web的PDM系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于Windows Server 2003平臺，采用C#與ASP.NET開發(fā)，通過ADO.NET實現(xiàn)對SQL Server 2000數(shù)據(jù)庫的存取。

從企業(yè)業(yè)務流程規(guī)范到企業(yè)基礎數(shù)據(jù)庫的建立，到產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的正式上線，共歷時8個月。系統(tǒng)實施的關(guān)鍵是：① 建立符合企業(yè)生產(chǎn)實際的實施計劃，使系統(tǒng)實施不與企業(yè)生產(chǎn)需要沖突；② 實施前給企業(yè)員工做足動員工作，讓他們看到系統(tǒng)帶來的方便與高效，而不是簡單增加工作量；③ 制定獎懲制度，嚴格執(zhí)行既定計劃而不為某部門暫時的不便或個人工作原因耽擱實施進度。系統(tǒng)得到順利實施，企業(yè)物料運轉(zhuǎn)通暢，圖紙管理和查閱方便，編碼管理規(guī)范化；產(chǎn)品設計速度大幅度提高，減輕了工程師的工作量；也減少了對倉庫管理員的嚴重依賴；圖紙審批等任務通過網(wǎng)絡執(zhí)行，提高了工作效率。

4 結(jié) 論

（1） 提出了一套物料編碼方案，該編碼方案容量大小合適，方便按需使用，對其他中小型燃氣具同行有一定借鑒意義。

（2） 產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理從業(yè)務流程規(guī)范做起，根據(jù)企業(yè)實際問題規(guī)劃產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)功能模塊的做法值得借鑒。

（3） 本項目開發(fā)的基于Web的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)具有適度的柔性，能適應不同企業(yè)的不同業(yè)務規(guī)則，在更換數(shù)據(jù)組件的基礎上可適應不同企業(yè)的異構(gòu)數(shù)據(jù)源和差異數(shù)據(jù)庫。

[1]毛德祥, 羅榮閣. 基于ASP.NET技術(shù)的Web應用程序三層設計模型[J]. 微型電腦應用, 2002, 8(3)：26-28.

[2]胡啟敏, 等. 依賴注入技術(shù)及其執(zhí)行過程的形式化描述[J]. 燕山大學學報, 2005, 29(4)：291-293.

[3]袁連海, 董 文, 張志亮. SQL Server 2000應用開發(fā)實例教程[M]. 北京：機械工業(yè)出版社, 2002. 25-29.

[4]陳東明, 常桂然. 基于分段編碼自動生成產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的研究[J]. 計算機集成制造系統(tǒng), 2005, 11(7)：10-15.

[5]劉 孫. 面向 PDM 的工程圖紙離線式識別提取表格信息的研究[D]. 合肥：合肥工業(yè)大學, 2008.

[6][美]Christian Nagel, 等. C#高級編程[M]. 李敏波譯.北京：清華大學出版社, 2006. 278-296.

Implementation of PDM System for Small and Medium-sized Gas Appliance Industry

CHEN Jun-yuan1, DONG Yu-de2, LIU Ji-qing2, ZHU Chang-jiang2
( 1. Department of Mechanical Engineering, Jiujiang Vocational and Technical College, Jiujiang Jiangxi 332007, China;2. Provincial Key Laboratory of Digital Design and Manufacture, Hefei University of Technology, Hefei Anhiu 230009, China )

The characteristics of small and medium-sized gas appliance enterprises are analyzed. Combined with practical problems of Guangdong Electric Gas Appliances Co., Ltd., the methods of construction and implementation of product data management system are discussed. A Web-based product data management system is developed based on Web with .NET platform and structure query language technology. The structure design scheme, key technology and primary function of the system are given. After system implementation, the material flow of the enterprise is standardized, and the product data is managed based on Web. The system is of moderate flexibility and easy promotion.

computer application; gas appliance; material; coding; product data management

TP 391.72

A

1003-0158(2010)06-0182-05

2009-02-27

陳軍源（1985-），男，江西興國人，助教，碩士，主要研究方向為PDM的開發(fā)。