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PLM的产品数据多BOM管理
在面向PLM的产品数据管理系统中，产品数据BOM是最核心的数据，关联着其他与产品相关的数据，也是实现产品全生命周期管理的关键。
产品应用
3.1 面向PLM的产品数据BOM组织模型分析
在面向PLM的产品数据管理系统中，产品数据BOM是最核心的数据，关联着其他与产品相关的数据，也是实现产品全生命周期管理的关键。
3.1.1 EBOM组织模型
EBOM一般包括产品配置信息和属性信息，属性信息指产品的一些设计参数，如：产品文档、工艺属性、制造属性和装配属性等，是生命周期中其它业务处理的输入数据。由于产品全生命周期中其它部门需要直接从设计部门获得产品的相关设计信息，为使设计数据方便地被自动传递及保证产品设计数据的一致性和完整性，根据产品的结构属性，将产品对象细化为部件类和零件类。
如图3-1是运用统一建模语言(Unit Modeling Language，UML)构建的EBOM对象模型。产品文档类描述产品与文档的关联关系。外协件，外购件、自制件、标准件类作为部件类属性的一部分，当部件类被销毁这些类的对象随之被销毁。装配属性类依赖于部件类，工艺属性类、制造属性类则依赖于零件类等。其它部门根据业务需要通过类的继承特性，从所需类派生业务处理类，从而自动继承产品的相关数据，实现业务处理过程的可定制。
图3-1 EBOM的UML模型
3.1.2 产品配置信息描述
相互关联的一组零件按照特定的装配关系组装起来即构成部件，一系列的零件和部件有机地装配在一起则构成为产品。本文用产品配置树来表示产品的层次结构。在产品配置树中根节点代表产品(或部件)，枝节点和叶节点分别代表部件(或子部件)、零件。通过将产品或零部件的属性数据(如文档、工艺)与产品配置树中节点相关联，完整的表达出产品配置信息。EBOM生成的产品配置树的层次结构如图3-2所示。
图3-2中表示了产品零部件之间的层次关系及每个节点包含的相应的属性。产品配置树可以分层展开，走不同的分支，直观的找到自己所要的数据，而不用考虑其物理位置；还可以自由选择结构树的分解层次数，展开自行设定的层次中的零部件，在需要时可以输出相应的BOM。
图3-2 产品配置树
3.1.3 产品配置在数据集成中的引导作用
产品配置产生在产品设计部门，是由EBOM生成的，产品配置的可视化形式为产品配置树。在产品全生命周期中，产品配置信息贯穿于整个产品的设计、工艺规划、生产制造，采购与销售和售后服务过程，在产品数据全生命周期管理中起着一定的引导作用，同时产品又是处在不断改进和适应市场的变化之中，所以，如何保证产品信息传递的及时、可靠是实现产品数据全生命管理的关键。
产品生命周期各设计阶段通过以产品配置为引导，通过继承产品零部件对象的接口，继承产品结构信息和属性信息，以产品配置提供的接口BOM为数据交换的纽带进行后续工作的处理。当产品配置发生变化时，对应各阶段的产品信息也会发生相应的变化，这种以产品为对象进行产品生命周期各阶段相关数据的处理，能够实现产品数据的集成和共享，为产品数据的一致性控制奠定了基础。如图3.3为产品配置与产品生命周期各BOM的关联关系。
图3-3 产品配置的引导作用
3.2 面向PLM的产品配置数据BOM构造方法
面向PLM的PDM系统以产品配置信息的引导作用为核心，因此，如何合理地设计产品配置数据BOM结构，不但决定了BOM数据的一致性、完整性及BOM表分解速度，也是是否清晰、完整地表达可视化产品配置树的关键。在进行数据库设计时，影响BOM复杂性的关键因素体现在产品的结构随客户的要求不断变化，BOM是随产品结构而动态改变的。
3.2.1 产品配置的编码规则
在产品设计过程形成的产品配置信息由于状态的不同会形成多个版本，产品生命周期的下游系统(如：ERP系统)则没有版本的概念，因此在进行数据交换是容易出现编码重复的现象。例如企业编码为HK9000.1的产品由于经过多次改进形成版本A、版本B和版本C三个系列产品，目前通用的处理方式是在数据库中产品编码和版本号两个字段作为主键，唯一标识一个具体的产品，但是在ERP系统中BOM表采用一个字段作为主键标识物料信息，因此在PDM系统与ERP系统进行BOM数据交换是会发生编码不兼容，出现编码重复的问题。
针对上述问题，本文的产品配置BOM表中设置了“产品ID”、“产品标识”、“产品编号”及对应的编码规则.其中，产品ID是按照专用零部件在整个产品中所处的位置形成的编码规则进行编码的，代表了产品零部件组成的层次关系，对于引用的零部件不需要编制其产品ID。“产品编号”指企业对所有相同型号零部件的编号。“产品标识”由产品编码、产品版本号和系统设置等因素决定，即使相同型号零部件由于其版本号不同，产品标识也不一样。
由于产品标识的设置，即使从其他企业导入相同型号、相同版本号的零部件信息时也不会出现编码重复现象，提高了产品数据的可维护性。通过产品标识不但可以在读取产品配置关系的同时快速读取产品的编码、版本等信息、提高数据库运行效率，而且通过产品标识的设置，可以建立产品配置关系表与其他子BOM表(如产品属性表、产品图文档信息表等)，实现产品配置的引导作用，进而实现产品数据的一致性控制。
3.2.2 单层BOM视图表示法
产品BOM是分层的，“层”表示组成产品物料间的从属关系。从数据结构的角度来看，产品BOM是一种非线性结构中的“树”结构，组成产品的每一种物料均为树的结点。
单层BOM视图是指BOM表中相同的结构关系只记录一次，其数据库模型图3.4所示。单层BOM视图有BOM主体和BOM从体构成：产品结构表是BOM主体，该表只记录了产品结构的父子关系。BOM从体由零部件属性表和关联对象表构成。关联对象可以分为：文档关联表、材料关联表、采购关联表等。
在BOM从体中，零部件属性表用来描述产品各组成零部件对象的属性，如变更记录、材料、技术状态、KD件号、国标代号、质量状态、自制件或供应商(A、B、C、D等)及配额、供应商代码、配送方式、库存量、库存位置及条码记录等；关联对象表用来描述零部件之间的关联对象，用于控制零部件关联变更。
图3.4 单层BOM的数据库模型
采用单层BOM来描述产品配置信息的优点：
①可方便更改BOM的配置。一个零件或部件被更改，其他引用该零件或部件的地方也被更改了(因为单层BOM中相同的零部件隶属关系只记录一次)，且数据冗余少。
②基于单层BOM的管理思想，可将企业所设计的成熟的零部件按单层BOM方式构造成基本零部件库，作为产品配置设计的基础。虽然单层BOM描述产品配置信息具有很多的优点，但是由于引用件的存在，所以容易导致相互引用，在分解BOM时导致死循环，所以在进行零部件引用操作了，必须进行严格的引用检查。
本文所描述的产品配置数据BOM表的构造采用“单层BOM视图”的数据结构表达BOM关系，即相同的零部件隶属关系只记录一次。产品配置数据BOM表的基本结构表达如表3.1所示。其中，“数量”是指父子关系中一个父件包含子件(产品)的数量；“配置类型”是指父件与子件的装配类型，装配类型分为专用件、引用件和虚拟件。“产品ID”的层次编码方式为BOM的高效、快速分解做好了充足的准备。
通过“产品标识”将产品的属性信息与产品配置树进行绑定。在遍历产品配置树时，通过“产品标识”可以在产品属性表(如表3.2所示)中找到版本正确的产品屡性信息。将产品的产品编码和制造属性放在产品属性表中，使得在分解四件清单过程中需要进行数据库表与表的联合查询，在一定程度上影响了分解速度但是有效减少了数据库的冗余，提高了分解的正确性。
3.2.3 基于AutoCAD的EBOM自动生成
EBOM是产品在工程设计阶段的产品结构的反映，在设计部门完成产品设计以后，设计BOM已经隐含在产品当中，需要将这种隐含关系提取出来并且将其存储在数据库的BOM表单中。EBOM生成过程中需要的数据一般存储在图纸的标题栏和明细表中，它们详细记录了图纸中组成产品的零部件的信息，如名称、数量、材料等。因此主要工作就是提取标题栏和明细表中的数据。
EBOM中的产品装配关系是以目录的形式表现在二维工程图的关系中，如图3-5所示。其中图(8)为总图，图(b)为图(a)的一个下属部件，图(c)为图(b)的一个下属部件。部件图纸的明细表中包含子件的产品编号。利用图纸的标题栏和明细表中的信息相互包含关系，就可以确定零部件之间的装配关系。
鉴于以上分析，只要能从二维工程图中提取标题栏及明细表的信息就可以构成产品结构树，进而生成EBOM。根据实践经验，企业设计部门对图纸一股都有比较严格的规定，譬如对图纸的图幅、标题栏、明细表等图纸要素，会采用一些标准的格式，无形中为图纸数据的自动提取提供了便利。通过读取外部对明细表和标题栏格式的描述信息，在图纸中由上而下找到明细表并且通过线条之间构成的单元格准确找出表中的字段及其对应的字段值。这样得到的数据准确，而且大大提高了数据读取的速度。
图3-5 产品图纸装配关系
自动提取AutoCAD图样中的明细表及标题栏信息可以采用多种方法，常用的有如下几种方式；
1、AutoCAD中的自动化技术
自动化技术是从AutoCADR14开始引入的技术，它使得任何一种支持自动化技术的编程环境可以直接进行AutoCAD的二次开发。自动化技术使AmoCAD成为一个服务器程序，暴露AutoCAD中一系列对象和接口，使得AutoCAD可以被许多不同的编程环境和其它应用程序访问。利用该技术提取明细表等信息可以不受AmoCAD版本的限制，但是不能脱离AutoCAD环境，客户端必须安装AutoCAD软件。
2、直接读取dwg文件
dwg文件是AutoCAD生成的图形文件，利用开放设计协会(Open Design Alliance)设计的一套类库DWGdirectX可以直接从dwg文件中提取明细表等信息，方便快捷且可以脱离AutoCAD运行环境，具有很强的通用性。DWGdirectX中的对象类型具有与AutoCAD环境下一致的对象结构，数据无丢失，提高了数据提取的准确性。本文就是采用这种方式提取明细表和标题栏信息。
3、借助于dxf文件
这种方法首先将dwg文件转换为dxf文件，dxf文件是一种通用的图形交换文件，具有规定的格式，清楚易懂。但是dwg文件转换为dxf文件存在文字信息与实际图形不一致问题，加大提取的难度，难以保证数据的准确性，而且这种提取方法需要将dwg文件转换成dxf文件，dXf文件比dwg文件所占空间大一倍以上。
本文运用DWGdireetX类库，参考DWGdireetX库中的对象模型(如图3-6所示)，通过对实体对象类型和属性的分析，进行明细表和标题栏信息的提取。采用DwGdirectx明细表和标题栏信息提取的关键技术在于表格的识别，因为在AutoCAD2004之前的版本没有表格对象，表格都是用一条条直线组合而成的，无形中增加了读取的难度。本文采用对水平直线和垂直直线的位置进行分析，解析出表格，计算出表格中单元格的文本值。自动生成EBOM流程如图3.7所示。图3.8是提取的dwg文件的明细表和标题栏信息。
图3-6 DWGdirectX中的对象模型
图3-7 EBOM自动生成流程
实际应用证明该EBOM自动生成技术能够自动提取数据，建立装配关系产品树，提高了数据利用率，减少了重复输入带来的工作量和输入错误。系统不仅能够处理不同样式的明细表，而且可咀脱离AutoCAD环境运行，具有适应性强、高效率和低错误率等特点，同时为后续四件清单的汇总，提供准确的产品配置数据。
图3-8 AutoCAD提取信息
3.3 基于产品配置的四件清单提取
3.3.1 四件清单内容
对一个包含多级零部件的产品而言，针对制造类型的不同，将产品的各级零部件分为自制件、外协件、外购件和标准件四种类型。而四件清单是指四种制造类型的零部件在产品或任一级部件中各自所占有的总数量的统计汇总清单。四件清单的汇总分类，为工艺部门、制造部门、采购部门和成本核算等部门提供重要的数据来源。由于一个稍微复杂的产品就由几十个，上百个零部件组成，因此如何从设计部门数据中快速、高效、准确地提取四件清单对整个产品数据的管理和集成起着重要的作用。
同时，当企业各部门之间传递信息时，在各部门数据BOM同步变化的过程中，很容易发生不一致的问题。本文以产品配置为引导，进行四件清单的分解。产品配置结构的变化即产品配置树节点产品或零部件属性的更改自动影响四件清单的分解结果，避免了数据一处改动其它相关数据不能更改的缺点。下面以表3.1中描述产品配置为例进行四件清单的计算。
3.4 产品数据BOM与其他BOM之间的映射
以产品设计数据BOM为数据源的多BOM映射技术解决了制造企业BOM数据在产品生命周期中数据不一致性和数据冗余性问题，是避免产品全生命周期管理过程不同应用系统问产生“信息孤岛”的关键技术。
3.4.1 BOM数据映射方法
对应产品全生命周期的不同阶段、不同产品BOM之间及同一阶段的不同子BOM之间，有一定的转换过程，这种过程称为映射，BOM数据映射有以下几种类型：遗传映射、变异映射、衍生映射、聚合映射。其中遗传映射是指在BOM数据映射前后，数据属性没有发生变化，如EBOM在映射到PBOM、制造BOM、采购BOM等的过程中，其产品编号、产品名称等属性是不会发生变化的，利用接口模式可以很方便的实现遗传映射。
变异映射是指根据业务处理的不同，对BOM数据根据规则进行重新组织。衍生映射是指在原有数据的基础上衍生出新的数据，如文档分类以及自制件、外协件和标准件清单等BOM信息。聚合映射是由多个BOM属性数据协同处理而产生的，例如，采购BOM中的采购数量是根据制造BOM、计划BOM、库存数、安全库存数等数据计算得到的。
3.4.2 EBOM与其他BOM间的映射
多BOM视图之间的映射关系如图3-10所示，从产品全生命周期考虑，EBOM是其他BOM的主要数据源。PBOM、EBOH等下游BOM从EBOM中继承产品配置及其属性信息。PBOM视图需要从EBOM中获得四件清单等数据。MBOM视图需要从生产BOM中获得零部件的制造数量等数据；采购BOM视图的映射数据则根据EBOM、MBOM、PBOM、库存BOM视图中的物料组成制定外购件的采购计划；成本BOM视图中的映射数据主要来自采购、制造等BOM视图中的数据。MBOM视图、采购BOM视图等视图数据，通过数据映射形成质量BOM视图，实现对组成物料进行质量记录和监控。
图3-10 多BOM映射关系模型
3.4.3 EBOM与MBOM间的映射
MBOM是制造部门根据产品的EBOM和PBOM生成的，从EBOM和PBOM转换到MBOM，是所有BOM转换中最重要、最实用的。通常情况下，制造BOM和设计BOM是不同的。两者的差别可归结为三点：
(1)虚拟件虚拟件是设计BOM为了实现产品配置数据BOM的可定制而设置的。虚拟件没有装配数量，没有相应的工艺BOM记录。设置虚拟件是表达产品设计思想的一种手段。
(2)中间部件中间部件是指在设计BOM中不出现，但在实际生产中因为工艺要求既要制造又要库存的部件。中间部件有相应工艺BOM记录，其生产类型为自制件。
(3)外协／外购件外协／外购件是指部件本身及其所属的所有零部件都外协加工或购买的部件。企业对于标准件一般都是采购的，因此将此归为外购件。因为无需考虑外协，外构件的制造问题，因此在MBOM中外协，外构件都是叶子节点。
通过上面的描述，可以得出具体的实现步骤：深度优先遍历EBOM，判断当前节点的物料类型。如果物料类型为自制件则从PBOM中添加工艺、制造信息并保留原节点继续遍历；如果物料类型为外购／外协件，则忽略其所有子孙节点；如果物料类型为虚拟件，则忽略该节点，并将其子节点提升至该节点的层次上来。对于中间部件则将其添加至MBOM中，同时也要注意维护节点的数量关系，同时EBOM提取到MBOM中的数据信息只一处存储，可级联更改。详细的算法流程如图4-11。
图3-11 EBOM向MBOM转换的程序流程
3.5 小结
本章详细产品配置在数据集成中的引导作用，给出了产品数据BOM的组织模型。结合对产品配置的编码规则的描述，采用单层BOM视图表示，构造出产品数据BOM的数据结构；通过运用CAD明细表提取技术，实现EBOM的自动生成；通过在产品配置的基础上，给出产品四件清单的分解算法；最后通过分析BOM数据映射方法，给出多BOM间的映射关系模型。
在面向PLM的产品数据管理系统中，产品数据BOM是最核心的数据，关联着其他与产品相关的数据，也是实现产品全生命周期管理的关键。
3.1.1 EBOM组织模型
EBOM一般包括产品配置信息和属性信息，属性信息指产品的一些设计参数，如：产品文档、工艺属性、制造属性和装配属性等，是生命周期中其它业务处理的输入数据。由于产品全生命周期中其它部门需要直接从设计部门获得产品的相关设计信息，为使设计数据方便地被自动传递及保证产品设计数据的一致性和完整性，根据产品的结构属性，将产品对象细化为部件类和零件类。
如图3-1是运用统一建模语言(Unit Modeling Language，UML)构建的EBOM对象模型。产品文档类描述产品与文档的关联关系。外协件，外购件、自制件、标准件类作为部件类属性的一部分，当部件类被销毁这些类的对象随之被销毁。装配属性类依赖于部件类，工艺属性类、制造属性类则依赖于零件类等。其它部门根据业务需要通过类的继承特性，从所需类派生业务处理类，从而自动继承产品的相关数据，实现业务处理过程的可定制。
图3-1 EBOM的UML模型
3.1.2 产品配置信息描述
相互关联的一组零件按照特定的装配关系组装起来即构成部件，一系列的零件和部件有机地装配在一起则构成为产品。本文用产品配置树来表示产品的层次结构。在产品配置树中根节点代表产品(或部件)，枝节点和叶节点分别代表部件(或子部件)、零件。通过将产品或零部件的属性数据(如文档、工艺)与产品配置树中节点相关联，完整的表达出产品配置信息。EBOM生成的产品配置树的层次结构如图3-2所示。
图3-2中表示了产品零部件之间的层次关系及每个节点包含的相应的属性。产品配置树可以分层展开，走不同的分支，直观的找到自己所要的数据，而不用考虑其物理位置；还可以自由选择结构树的分解层次数，展开自行设定的层次中的零部件，在需要时可以输出相应的BOM。
图3-2 产品配置树
3.1.3 产品配置在数据集成中的引导作用
产品配置产生在产品设计部门，是由EBOM生成的，产品配置的可视化形式为产品配置树。在产品全生命周期中，产品配置信息贯穿于整个产品的设计、工艺规划、生产制造，采购与销售和售后服务过程，在产品数据全生命周期管理中起着一定的引导作用，同时产品又是处在不断改进和适应市场的变化之中，所以，如何保证产品信息传递的及时、可靠是实现产品数据全生命管理的关键。
产品生命周期各设计阶段通过以产品配置为引导，通过继承产品零部件对象的接口，继承产品结构信息和属性信息，以产品配置提供的接口BOM为数据交换的纽带进行后续工作的处理。当产品配置发生变化时，对应各阶段的产品信息也会发生相应的变化，这种以产品为对象进行产品生命周期各阶段相关数据的处理，能够实现产品数据的集成和共享，为产品数据的一致性控制奠定了基础。如图3.3为产品配置与产品生命周期各BOM的关联关系。
图3-3 产品配置的引导作用
3.2 面向PLM的产品配置数据BOM构造方法
面向PLM的PDM系统以产品配置信息的引导作用为核心，因此，如何合理地设计产品配置数据BOM结构，不但决定了BOM数据的一致性、完整性及BOM表分解速度，也是是否清晰、完整地表达可视化产品配置树的关键。在进行数据库设计时，影响BOM复杂性的关键因素体现在产品的结构随客户的要求不断变化，BOM是随产品结构而动态改变的。
3.2.1 产品配置的编码规则
在产品设计过程形成的产品配置信息由于状态的不同会形成多个版本，产品生命周期的下游系统(如：ERP系统)则没有版本的概念，因此在进行数据交换是容易出现编码重复的现象。例如企业编码为HK9000.1的产品由于经过多次改进形成版本A、版本B和版本C三个系列产品，目前通用的处理方式是在数据库中产品编码和版本号两个字段作为主键，唯一标识一个具体的产品，但是在ERP系统中BOM表采用一个字段作为主键标识物料信息，因此在PDM系统与ERP系统进行BOM数据交换是会发生编码不兼容，出现编码重复的问题。
针对上述问题，本文的产品配置BOM表中设置了“产品ID”、“产品标识”、“产品编号”及对应的编码规则.其中，产品ID是按照专用零部件在整个产品中所处的位置形成的编码规则进行编码的，代表了产品零部件组成的层次关系，对于引用的零部件不需要编制其产品ID。“产品编号”指企业对所有相同型号零部件的编号。“产品标识”由产品编码、产品版本号和系统设置等因素决定，即使相同型号零部件由于其版本号不同，产品标识也不一样。
由于产品标识的设置，即使从其他企业导入相同型号、相同版本号的零部件信息时也不会出现编码重复现象，提高了产品数据的可维护性。通过产品标识不但可以在读取产品配置关系的同时快速读取产品的编码、版本等信息、提高数据库运行效率，而且通过产品标识的设置，可以建立产品配置关系表与其他子BOM表(如产品属性表、产品图文档信息表等)，实现产品配置的引导作用，进而实现产品数据的一致性控制。
3.2.2 单层BOM视图表示法
产品BOM是分层的，“层”表示组成产品物料间的从属关系。从数据结构的角度来看，产品BOM是一种非线性结构中的“树”结构，组成产品的每一种物料均为树的结点。
单层BOM视图是指BOM表中相同的结构关系只记录一次，其数据库模型图3.4所示。单层BOM视图有BOM主体和BOM从体构成：产品结构表是BOM主体，该表只记录了产品结构的父子关系。BOM从体由零部件属性表和关联对象表构成。关联对象可以分为：文档关联表、材料关联表、采购关联表等。
在BOM从体中，零部件属性表用来描述产品各组成零部件对象的属性，如变更记录、材料、技术状态、KD件号、国标代号、质量状态、自制件或供应商(A、B、C、D等)及配额、供应商代码、配送方式、库存量、库存位置及条码记录等；关联对象表用来描述零部件之间的关联对象，用于控制零部件关联变更。
图3.4 单层BOM的数据库模型
采用单层BOM来描述产品配置信息的优点：
①可方便更改BOM的配置。一个零件或部件被更改，其他引用该零件或部件的地方也被更改了(因为单层BOM中相同的零部件隶属关系只记录一次)，且数据冗余少。
②基于单层BOM的管理思想，可将企业所设计的成熟的零部件按单层BOM方式构造成基本零部件库，作为产品配置设计的基础。虽然单层BOM描述产品配置信息具有很多的优点，但是由于引用件的存在，所以容易导致相互引用，在分解BOM时导致死循环，所以在进行零部件引用操作了，必须进行严格的引用检查。
本文所描述的产品配置数据BOM表的构造采用“单层BOM视图”的数据结构表达BOM关系，即相同的零部件隶属关系只记录一次。产品配置数据BOM表的基本结构表达如表3.1所示。其中，“数量”是指父子关系中一个父件包含子件(产品)的数量；“配置类型”是指父件与子件的装配类型，装配类型分为专用件、引用件和虚拟件。“产品ID”的层次编码方式为BOM的高效、快速分解做好了充足的准备。
通过“产品标识”将产品的属性信息与产品配置树进行绑定。在遍历产品配置树时，通过“产品标识”可以在产品属性表(如表3.2所示)中找到版本正确的产品屡性信息。将产品的产品编码和制造属性放在产品属性表中，使得在分解四件清单过程中需要进行数据库表与表的联合查询，在一定程度上影响了分解速度但是有效减少了数据库的冗余，提高了分解的正确性。
3.2.3 基于AutoCAD的EBOM自动生成
EBOM是产品在工程设计阶段的产品结构的反映，在设计部门完成产品设计以后，设计BOM已经隐含在产品当中，需要将这种隐含关系提取出来并且将其存储在数据库的BOM表单中。EBOM生成过程中需要的数据一般存储在图纸的标题栏和明细表中，它们详细记录了图纸中组成产品的零部件的信息，如名称、数量、材料等。因此主要工作就是提取标题栏和明细表中的数据。
EBOM中的产品装配关系是以目录的形式表现在二维工程图的关系中，如图3-5所示。其中图(8)为总图，图(b)为图(a)的一个下属部件，图(c)为图(b)的一个下属部件。部件图纸的明细表中包含子件的产品编号。利用图纸的标题栏和明细表中的信息相互包含关系，就可以确定零部件之间的装配关系。
鉴于以上分析，只要能从二维工程图中提取标题栏及明细表的信息就可以构成产品结构树，进而生成EBOM。根据实践经验，企业设计部门对图纸一股都有比较严格的规定，譬如对图纸的图幅、标题栏、明细表等图纸要素，会采用一些标准的格式，无形中为图纸数据的自动提取提供了便利。通过读取外部对明细表和标题栏格式的描述信息，在图纸中由上而下找到明细表并且通过线条之间构成的单元格准确找出表中的字段及其对应的字段值。这样得到的数据准确，而且大大提高了数据读取的速度。
图3-5 产品图纸装配关系
自动提取AutoCAD图样中的明细表及标题栏信息可以采用多种方法，常用的有如下几种方式；
1、AutoCAD中的自动化技术
自动化技术是从AutoCADR14开始引入的技术，它使得任何一种支持自动化技术的编程环境可以直接进行AutoCAD的二次开发。自动化技术使AmoCAD成为一个服务器程序，暴露AutoCAD中一系列对象和接口，使得AutoCAD可以被许多不同的编程环境和其它应用程序访问。利用该技术提取明细表等信息可以不受AmoCAD版本的限制，但是不能脱离AutoCAD环境，客户端必须安装AutoCAD软件。
2、直接读取dwg文件
dwg文件是AutoCAD生成的图形文件，利用开放设计协会(Open Design Alliance)设计的一套类库DWGdirectX可以直接从dwg文件中提取明细表等信息，方便快捷且可以脱离AutoCAD运行环境，具有很强的通用性。DWGdirectX中的对象类型具有与AutoCAD环境下一致的对象结构，数据无丢失，提高了数据提取的准确性。本文就是采用这种方式提取明细表和标题栏信息。
3、借助于dxf文件
这种方法首先将dwg文件转换为dxf文件，dxf文件是一种通用的图形交换文件，具有规定的格式，清楚易懂。但是dwg文件转换为dxf文件存在文字信息与实际图形不一致问题，加大提取的难度，难以保证数据的准确性，而且这种提取方法需要将dwg文件转换成dxf文件，dXf文件比dwg文件所占空间大一倍以上。
本文运用DWGdireetX类库，参考DWGdireetX库中的对象模型(如图3-6所示)，通过对实体对象类型和属性的分析，进行明细表和标题栏信息的提取。采用DwGdirectx明细表和标题栏信息提取的关键技术在于表格的识别，因为在AutoCAD2004之前的版本没有表格对象，表格都是用一条条直线组合而成的，无形中增加了读取的难度。本文采用对水平直线和垂直直线的位置进行分析，解析出表格，计算出表格中单元格的文本值。自动生成EBOM流程如图3.7所示。图3.8是提取的dwg文件的明细表和标题栏信息。
图3-6 DWGdirectX中的对象模型
图3-7 EBOM自动生成流程
实际应用证明该EBOM自动生成技术能够自动提取数据，建立装配关系产品树，提高了数据利用率，减少了重复输入带来的工作量和输入错误。系统不仅能够处理不同样式的明细表，而且可咀脱离AutoCAD环境运行，具有适应性强、高效率和低错误率等特点，同时为后续四件清单的汇总，提供准确的产品配置数据。
图3-8 AutoCAD提取信息
3.3 基于产品配置的四件清单提取
3.3.1 四件清单内容
对一个包含多级零部件的产品而言，针对制造类型的不同，将产品的各级零部件分为自制件、外协件、外购件和标准件四种类型。而四件清单是指四种制造类型的零部件在产品或任一级部件中各自所占有的总数量的统计汇总清单。四件清单的汇总分类，为工艺部门、制造部门、采购部门和成本核算等部门提供重要的数据来源。由于一个稍微复杂的产品就由几十个，上百个零部件组成，因此如何从设计部门数据中快速、高效、准确地提取四件清单对整个产品数据的管理和集成起着重要的作用。
同时，当企业各部门之间传递信息时，在各部门数据BOM同步变化的过程中，很容易发生不一致的问题。本文以产品配置为引导，进行四件清单的分解。产品配置结构的变化即产品配置树节点产品或零部件属性的更改自动影响四件清单的分解结果，避免了数据一处改动其它相关数据不能更改的缺点。下面以表3.1中描述产品配置为例进行四件清单的计算。
3.4 产品数据BOM与其他BOM之间的映射
以产品设计数据BOM为数据源的多BOM映射技术解决了制造企业BOM数据在产品生命周期中数据不一致性和数据冗余性问题，是避免产品全生命周期管理过程不同应用系统问产生“信息孤岛”的关键技术。
3.4.1 BOM数据映射方法
对应产品全生命周期的不同阶段、不同产品BOM之间及同一阶段的不同子BOM之间，有一定的转换过程，这种过程称为映射，BOM数据映射有以下几种类型：遗传映射、变异映射、衍生映射、聚合映射。其中遗传映射是指在BOM数据映射前后，数据属性没有发生变化，如EBOM在映射到PBOM、制造BOM、采购BOM等的过程中，其产品编号、产品名称等属性是不会发生变化的，利用接口模式可以很方便的实现遗传映射。
变异映射是指根据业务处理的不同，对BOM数据根据规则进行重新组织。衍生映射是指在原有数据的基础上衍生出新的数据，如文档分类以及自制件、外协件和标准件清单等BOM信息。聚合映射是由多个BOM属性数据协同处理而产生的，例如，采购BOM中的采购数量是根据制造BOM、计划BOM、库存数、安全库存数等数据计算得到的。
3.4.2 EBOM与其他BOM间的映射
多BOM视图之间的映射关系如图3-10所示，从产品全生命周期考虑，EBOM是其他BOM的主要数据源。PBOM、EBOH等下游BOM从EBOM中继承产品配置及其属性信息。PBOM视图需要从EBOM中获得四件清单等数据。MBOM视图需要从生产BOM中获得零部件的制造数量等数据；采购BOM视图的映射数据则根据EBOM、MBOM、PBOM、库存BOM视图中的物料组成制定外购件的采购计划；成本BOM视图中的映射数据主要来自采购、制造等BOM视图中的数据。MBOM视图、采购BOM视图等视图数据，通过数据映射形成质量BOM视图，实现对组成物料进行质量记录和监控。
图3-10 多BOM映射关系模型
3.4.3 EBOM与MBOM间的映射
MBOM是制造部门根据产品的EBOM和PBOM生成的，从EBOM和PBOM转换到MBOM，是所有BOM转换中最重要、最实用的。通常情况下，制造BOM和设计BOM是不同的。两者的差别可归结为三点：
(1)虚拟件虚拟件是设计BOM为了实现产品配置数据BOM的可定制而设置的。虚拟件没有装配数量，没有相应的工艺BOM记录。设置虚拟件是表达产品设计思想的一种手段。
(2)中间部件中间部件是指在设计BOM中不出现，但在实际生产中因为工艺要求既要制造又要库存的部件。中间部件有相应工艺BOM记录，其生产类型为自制件。
(3)外协／外购件外协／外购件是指部件本身及其所属的所有零部件都外协加工或购买的部件。企业对于标准件一般都是采购的，因此将此归为外购件。因为无需考虑外协，外构件的制造问题，因此在MBOM中外协，外构件都是叶子节点。
通过上面的描述，可以得出具体的实现步骤：深度优先遍历EBOM，判断当前节点的物料类型。如果物料类型为自制件则从PBOM中添加工艺、制造信息并保留原节点继续遍历；如果物料类型为外购／外协件，则忽略其所有子孙节点；如果物料类型为虚拟件，则忽略该节点，并将其子节点提升至该节点的层次上来。对于中间部件则将其添加至MBOM中，同时也要注意维护节点的数量关系，同时EBOM提取到MBOM中的数据信息只一处存储，可级联更改。详细的算法流程如图4-11。
图3-11 EBOM向MBOM转换的程序流程
3.5 小结
本章详细产品配置在数据集成中的引导作用，给出了产品数据BOM的组织模型。结合对产品配置的编码规则的描述，采用单层BOM视图表示，构造出产品数据BOM的数据结构；通过运用CAD明细表提取技术，实现EBOM的自动生成；通过在产品配置的基础上，给出产品四件清单的分解算法；最后通过分析BOM数据映射方法，给出多BOM间的映射关系模型。
