CN116629760A - 一种智能bom管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能BOM管理系统，包括：三维建模单元根据设计需求，使用CAD软件建立工装夹具对应的第一三维模型；所述三维建模单元采用爆炸的方式分解工装夹具对应的第一三维模型，得到与第一三维模型对应的各虚拟零部件；特征提取单元用于获取爆炸的方式分解的工装夹具的各虚拟零部件的参数化特征，构建包含第一特征字段和对应的第一特征值的第一BOM表并暂存；实物匹配单元用于构建包含第二特征字段和对应的第二特征值的实物的第二BOM表；装配验证单元依照第二BOM表装配并生成验证三维模型，检查所述装配验证单元构建的验证三维模型内是否干涉、尺寸或者间隙异常的现象；输出单元，输出符合要求的实物及验证三维模型。

Description

一种智能BOM管理系统

技术领域

本发明涉及订单自我验证设备技术领域，尤其涉及一种智能BOM管理系统。

背景技术

在工装夹具设计时，往往是借助三维CAD软件进行辅助设计，形成工作夹具的三维模型后，再导出该工装夹具的平面图纸与原始的零部件清单，平面图纸用于指示该工装夹具的各零部件的具体细节以及相互之间的配合关系，而原始的零部件清单，即BOM(Bill OfMaterial)。这些BOM既可以是手动输入的，也可以是三维CAD软件自动生成的，但是手动输入的BOM表工作量大，而且人工连续输入容易出错，采用三维CAD软件自动生成BOM虽然速度较快，但是仅包括零件号、零部件名称、材料和重量等信息，信息不够完整、不规范，往往还需要人工来完善补充相关规格型号内容。

另外，受限于零部件加工工艺、组装方法、形位公差等内容，BOM表仅反映了构成工作夹具的零部件的清单，客户在获取到BOM及其对应的零部件以后，因为零部件实物与三维CAD软件设计的零部件之间可能存在一定差异，不能直观的获取零部件之间的先后装配次序与干涉验证过程，导致装配过程以及装配后得到的工装夹具的状态是不可预知的。如工装夹具装配后的偏差较大，则可能有导致批量加工不良的风险，尤其是在精细加工的光纤加工、手术器械方面，潜在危害更大。

综上所属，开发一种智能BOM管理系统，能够为工装夹具的设计的三维模型生产BOM表，并根据BOM表获取对应的实物的型号及其特征，并核对实物的装配关系，验证三维模型对应的实物的可靠性，是非常必要的。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种能对设计软件生成的工装夹具零部件进行匹配和验证功能的智能BOM管理系统。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种智能BOM管理系统，包括：

三维建模单元，根据设计需求，使用CAD软件建立工装夹具对应的第一三维模型；所述三维建模单元采用爆炸的方式分解工装夹具对应的第一三维模型，得到与第一三维模型对应的各虚拟零部件；

特征提取单元，用于获取爆炸的方式分解的工装夹具的各虚拟零部件的参数化特征，构建包含第一特征字段和对应的第一特征值的第一BOM表并暂存；

实物匹配单元，用于从供应商处获取供货清单，从供货清单中提取与第一三维模型的形状特征和第一BOM表的特征字段和特征值匹配的实物，构建包含第二特征字段和对应的第二特征值的实物的第二BOM表；

装配验证单元，依照第二BOM表的第二特征字段和第二特征值，装配并生成验证三维模型，检查所述装配验证单元构建的验证三维模型内是否干涉、尺寸或者间隙异常的现象；

输出单元，输出符合要求的实物及验证三维模型。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述三维建模单元使用CAD软件建立工装夹具对应的第一三维模型，是按照世界坐标系内的放置方式，按照从下至顶、由外至内的方式，分别获取构成第一三维模型的各虚拟零部件的三维图，通过对各虚拟零部件的三维图进行装配构成完整的第一三维模型，记录并保存相邻的各虚拟零部件之间的配合关系。

优选的，所述特征提取单元构建包含第一特征字段和对应的第一特征值的第一BOM表并暂存，是特征提取单元对获取的第一三维模型的各虚拟零部件，分别构建各虚拟零部件的虚拟物料编码；每个虚拟物料编码内包括若干顺次设置的第一特征字段，每个第一特征字段具有对应的第一特征值；将所有的虚拟零部件的对应的第一特征字段和第一特征值根据填充规则进行虚拟物料编码补完，形成完整的第一BOM表并暂存。

进一步优选的，所述将所有的虚拟零部件的对应的第一特征字段和第一特征值根据填充规则进行虚拟物料编码补完，具体是令虚拟物料编码包括至少如下顺序设置的第一特征字段：第一三维模型包含的组合体的个数、虚拟零部件在所在的组合体内的安装顺序号、虚拟零部件的来源、虚拟零部件的结构特征码、当前虚拟零部件与相邻的虚拟零部件的组装方式、当前虚拟零部件与相邻的虚拟零部件的组装公差、虚拟零部件在第一三维模型中的总数以及虚拟零部件的材质；相邻的第一特征字段之间用特殊符号进行分隔；各第一特征字段用字母或者数字表示相应的内容；对所有的虚拟零部件，从第一三维模型和第一BOM表中提取第一特征字段和第一特征值的识别、填充。

更进一步优选的，所述第一特征字段中的安装顺序号，是按照工装夹具的水平或者高度的延伸方向作为第一预设方向，与第一预设方向呈夹角的方向为第二预设方向，沿着第一预设方向进行虚拟零部件的顺次逐个编制顺序号，如第一预设方向的当前虚拟零部件在第二预设方向存在一个或者多个相邻的虚拟零部件，则暂停对第一预设方向上相邻的虚拟零部件编制顺序号，待完成对当前虚拟零部件上所有相邻的第二预设方向的虚拟零部件编制顺序号以后，再返回第一预设方向上进行相邻的零部件的顺序号编制；第二预设方向上与当前第一预设方向的虚拟零部件距离越近的虚拟零部件的编制顺序号越小。

再进一步优选的，所述虚拟零部件的来源，包括标准件和非标准件；所述虚拟零部件的结构特征码，是对非标准件对应的虚拟零部件两端部分的截面形状及其中间过渡部分的描述，虚拟零部件的结构特征码对应的第一特征值的结构为：结构特征码起始特殊字符+起始端的轮廓形状代码+起始端轮廓形状法线方向的尺寸+起始端轮廓的进一步变形或者延伸代码+起始端轮廓的进一步变形或者延伸所偏离的尺寸+终止端的轮廓形状代码+终止端轮廓形状法线方向的尺寸+终止端轮廓的进一步变形或者延伸代码+终止端轮廓的进一步变形或者延伸所偏离的尺寸+起始端与终止端之间的一个或者多个过渡段的形状及尺寸+起始端轮廓形状中心与终止端轮廓形状中心在第一预设方向或者第二预设方向的偏移距离+虚拟零部件的理论质量+结构特征码结束特殊字符。

再进一步优选的，实物匹配单元所述从供货清单中提取与第一三维模型的形状特征和第一BOM表的特征字段和特征值匹配的实物，构建包含第二特征字段和对应的第二特征值的实物的第二BOM表，是构建包含至少如下顺序设置的第二特征字段的实物物料编码的第二BOM表；第一三维模型包含的组合体的个数、实物在所在的组合体内的安装顺序号、实物的来源、实物的结构特征码、当前实物与相邻的实物的组装方式、当前实物与相邻的实物的组装公差、实物在第一三维模型中的总数以及实物的材质；各第二特征字段具有相应的第二特征值；各第二特征字段的第二特征值的结构与第一特征值的结构对应相同；

建立各实物的第二三维模型，将第一三维模型的各虚拟零部件的面与各实物的第二三维模型进行一一对应映射，然后将第一BOM表中的第一三维模型包含的组合体的个数、虚拟零部件在所在的组合体内的安装顺序号、当前虚拟零部件与相邻的虚拟零部件的组装方式、当前虚拟零部件与相邻的虚拟零部件的组装公差和虚拟零部件在第一三维模型中的总数的第一特征字段，对应的第一特征值，复制到第二BOM表中，并作为第二BOM表中的第一三维模型包含的组合体的个数、实物在所在的组合体内的安装顺序号、当前实物与相邻的实物的组装方式、当前实物与相邻的实物的组装公差和实物在第一三维模型中的总数的第二特征字段的第二特征值；

对于供货清单中的标准件，提取实物的来源，根据实物的截面尺寸和长度尺寸，生成标准件对应的实物的结构特征码，根据实物的理论质量和材质，生成标准件对应的实物的材质对应的第二特征字段；对于供货清单中的非标准件，直接提取该非标准件对应的实物的结构特点，并生成该非标准件对应的实物的结构特征码和材质对应的第二特征字段；从供货清单中选择与虚拟零部件的结构特征码最接近的包含结构特征码的第二特征字段对应的实物及对应的第二三维模型。

优选的，所述从供货清单中选择与虚拟零部件的结构特征码最接近的包含结构特征码的第二特征字段对应的实物及对应的第二三维模型，是依照如下规则进行虚拟零部件与实物的对比：

1)当实物在所在的组合体内的安装顺序号对应的虚拟零部件在所在的组合体内的安装顺序号位于第一预设方向上时，无论实物是否是标准件，该实物的第二特征字段包含的结构特征码与虚拟零部件的第一特征字段包括的结构特征码完全相同；

2)当实物在所在的组合体内的安装顺序号对应的虚拟零部件在所在的组合体内的安装顺序号位于非第一预设方向上时，且实物的荷载为变化荷载，该实物的第二特征字段包含的结构特征码与虚拟零部件的第一特征字段包括的结构特征码完全相同；

3)当实物在所在的组合体内的安装顺序号对应的虚拟零部件在所在的组合体内的安装顺序号位于非第一预设方向上时，且实物的荷载为固定荷载，该实物的第二特征字段包含的结构特征码与虚拟零部件的第一特征字段包括的结构特征码不完全相同，但是要保证实物的轮廓尺寸与虚拟零部件的轮廓尺寸相同、实物的截面积和理论质量不小于虚拟零部件的截面积和理论质量以及实物的材质与虚拟零部件的材质相同；

4)实物对应的第二三维模型的轮廓和体积与虚拟零部件对应的三维模型的体积相等；将符合上述规则的实物物料编码及其第二三维模型分别保存。

优选的，所述装配验证单元依照第二BOM表的第二特征字段和第二特征值，装配并生成验证三维模型，是将与虚拟零部件的结构特征码最接近的包含结构特征码的第二特征字段对应的实物的第二三维模型，按照其在第二BOM中的实物在所在的组合体内的安装顺序号、当前实物与相邻的实物的组装方式和当前实物与相邻的实物的组装公差，进行再次装配，检查装配后的各第二三维模型之间是否存在碰撞、干涉或者间隙，保留符合要求的一个或者多个对应的实物及其第二三维模型，舍弃并清空不符合要求的一个或者多个对应的实物及其第二三维模型。

本发明提供的一种智能BOM管理系统，相对于现有技术，具有以下有益效果：

(1)本方案基于设计要求出发，充分考虑实物与虚拟零部件之间的差异，进行实物的再次建模和自我验证，最大程度消除理论设计与实际部件之间的尺寸差异，减少配合误差，降低异常的发生概率；

(2)本方案提供一种了描述非标准件的规则，用于将各虚拟零部件的形状特征进行参数化定量描述，有利于BOM管理系统识别对虚拟零部件或者实物的具体特征，便于后续进一步比较。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种智能BOM管理系统的结构框图；

图2为本发明一种智能BOM管理系统的三维建模单元建立的一种工装夹具的前视图；

图3为本发明一种智能BOM管理系统的三维建模单元对工装夹具的一种爆炸状态立体图；

图4为本发明一种智能BOM管理系统的工装夹具的底座部分的局部立体图；

图5为本发明一种智能BOM管理系统的工装夹具的底座部分的爆炸状态立体图；

图6为本发明一种智能BOM管理系统的工装夹具的底座部分的弯折部件的立体图与局部视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供了一种智能BOM管理系统，具体包括：三维建模单元、特征提取单元、实物匹配单元、装配验证单元和输出单元。

其中，三维建模单元，根据设计需求，使用CAD软件建立工装夹具对应的第一三维模型；所述三维建模单元采用爆炸的方式分解工装夹具对应的第一三维模型，得到与第一三维模型对应的各虚拟零部件；三维建模单元用于根据用户的实际需求，采用三维设计软件，如SOLIDWORKS、CATIA、UG等设计软件构建工装夹具的第一三维模型，上述三维设计软件的特点是图形是参数化驱动的。装配体中进行爆炸，可以得到构成第一三维模型的各个虚拟零部件，各虚拟零部件具有相应的尺寸、体积、质量特性，还可以自定义材质。

由图2可知，这是一种由三维建模单元生成的工装夹具的第一三维模型，该工装夹具的第一三维模型具有明显的高度方向的尺寸和运动，活动部件的运动方向主要是水平方向和竖直方向，可以将铅垂方向定位X轴，垂直屏幕朝里为Y轴，沿着屏幕的宽度方向向右为Z轴方向，构建工装夹具第一三维模型的世界坐标系。

特征提取单元，用于获取爆炸的方式分解的工装夹具的各虚拟零部件的参数化特征，构建包含第一特征字段和对应的第一特征值的第一BOM表并暂存；第一三维模型爆炸后的各个虚拟零部件构成了工作夹具的最小组成单元，这些虚拟零部件，可以是互换性较好的标准件，也可以是自定义的非标准件。

具体的，特征提取单元构建第一BOM表，特征提取单元对获取的第一三维模型的各虚拟零部件，分别构建各虚拟零部件的虚拟物料编码；每个虚拟物料编码内包括若干顺次设置的第一特征字段，每个第一特征字段具有对应的第一特征值；将所有的虚拟零部件的对应的第一特征字段和第一特征值根据填充规则进行虚拟物料编码补完，形成完整的第一BOM表并暂存。这里的爆炸视图，可以是按组合体的方式进行爆炸，也可以是直接进行虚拟零部件级别的爆炸。由于第一三维模型在高度方向即第一三维模型的世界坐标系的X轴方向跨度较大，可以将X轴方向的相邻的若干虚拟零部件作为一个整体看待，即组合体。图3所示的是两个组合体的爆炸状态立体图，分别为水平组合体和竖直组合体，每个组合体中又包括有若干相互存在装配关系的虚拟零部件。采用组合体进一步分块的方式，也有利于对虚拟零部件进行快读定位，缩短寻找虚拟零部件与后续对比过程的时间。也可以分别对组合体建立局部坐标系，如图3中的局部坐标系X1Y1Z1和X2Y2Z2，分别作为水平组合体局部坐标系和竖直组合体局部坐标系的原点。在按顺序厘清同一个组合体的虚拟零部件的位置关系时，运算关系更简便。第一三维模型包含的组合体的个数决定了第一三维模型的复杂程度或者分布规律，如果各组合体是沿着线性方向间隔或者连续分布，或者在平面上阵列或者圆周分布，则可以将顺次设置的各虚拟零部件群作为组合体，或者结构完全相同的虚拟零部件组合作为一个组合体。

每个虚拟零部件都有对应的虚拟物料编码，虚拟物料编码由若干对应的第一特征字段和第一特征值组成。具体的，令虚拟物料编码包括至少如下顺序设置的第一特征字段：第一三维模型包含的组合体的个数、虚拟零部件在所在的组合体内的安装顺序号、虚拟零部件的来源、虚拟零部件的结构特征码、当前虚拟零部件与相邻的虚拟零部件的组装方式、当前虚拟零部件与相邻的虚拟零部件的组装公差、虚拟零部件在第一三维模型中的总数以及虚拟零部件的材质；相邻的第一特征字段之间用特殊符号进行分隔；各第一特征字段用字母或者数字表示相应的内容；对所有的虚拟零部件，从第一三维模型和第一BOM表中提取第一特征字段和第一特征值的识别、填充。

其中，第一特征字段—第一三维模型包含的组合体的个数：决定了第一三维模型的复杂程度或者分布规律，如果各组合体是沿着线性方向间隔或者连续分布，或者在平面上阵列或者圆周分布，则可以将顺次设置的各虚拟零部件群作为组合体，或者结构完全相同的虚拟零部件组合作为一个组合体。

第一特征字段—虚拟零部件在所在的组合体内的安装顺序号：决定了虚拟零部件在组合体内的放置与安装组合次序，该安装组合次序是与相邻虚拟零部件的配合关系直接相关的。第一特征字段中的安装顺序号，是按照工装夹具的水平或者高度的延伸方向作为第一预设方向，这里可以将第一预设方向定为水平组合体局部坐标系的X1轴方向，即竖直向上方向为X轴正向，竖直向下方向为X轴方向；与第一预设方向呈夹角的方向为第二预设方向，即水平组合体局部坐标系的Y2轴和Z2轴均属于第二预设方向。沿着第一预设方向进行虚拟零部件的顺次逐个编制顺序号时，如第一预设方向的当前虚拟零部件在第二预设方向存在一个或者多个相邻的虚拟零部件，则暂停对第一预设方向上相邻的虚拟零部件编制顺序号，待完成对当前虚拟零部件上所有相邻的第二预设方向的虚拟零部件编制顺序号以后，再返回第一预设方向上进行相邻的零部件的顺序号编制；第二预设方向上与当前第一预设方向的虚拟零部件距离越近的虚拟零部件的编制顺序号越小。安装顺序号可以按第一预设方向的正方形依次递增，如果某一第一预设方向的虚拟零部件具有多个第二预设方向上的相邻的虚拟零部件时，可以采用先Y1轴方向后Z1轴方向顺次编号，也可以采用由下至上、由左至右、由前之后的方向顺时针依次对相邻的虚拟零部件编号。

第一特征字段—虚拟零部件的来源：用于区分虚拟零部件属于三维设计软件库中的标准件还是非标准件。

第一特征字段—虚拟零部件的结构特征码：用于区分虚拟零部件的面、线处的局部特征及其尺寸关系。具体的，所述虚拟零部件的结构特征码，是对非标准件对应的虚拟零部件两端部分的截面形状及其中间过渡部分的描述，虚拟零部件的结构特征码对应的第一特征值的结构为：结构特征码起始特殊字符+起始端的轮廓形状代码+起始端轮廓形状法线方向的尺寸+起始端轮廓的进一步变形或者延伸代码+起始端轮廓的进一步变形或者延伸所偏离的尺寸+终止端的轮廓形状代码+终止端轮廓形状法线方向的尺寸+终止端轮廓的进一步变形或者延伸代码+终止端轮廓的进一步变形或者延伸所偏离的尺寸+起始端与终止端之间的一个或者多个过渡段的形状及尺寸+起始端轮廓形状中心与终止端轮廓形状中心在第一预设方向或者第二预设方向的偏移距离+虚拟零部件的理论质量+结构特征码结束特殊字符。

其中，结合附图2-6进行详细说明。结构特征码起始特殊字符与结构特征码结束特殊字符可以采用键盘特殊字符表示，如#或者&等，可以自主定义。

起始端的轮廓形状代码，如图5和图6所示，该弯折部件的截面为不等边角形，可以用L—XkYkZk@X-50Z40t20t10@Y600，其中L表示截面的形状为等边角型或者不等边角型；图中实心圆点XkYkZk代表了不等边角型截面的起始点位置，符号@后面的内容指代了不等边角型截面相对于水平组合体局部坐标系的X1轴反向方向延伸了50，向着水平组合体局部坐标系的Z1轴正向方向延伸了40，向着X1轴反向方向延伸的肋厚为20，向着水平组合体局部坐标系的Z1轴正向方向的肋厚为10，单位均为毫米。类似的，圆形轮廓可以用R表示，矩形轮廓可以用RECT表示，槽钢用[表示，冷弯卷边钢用C表示；球形轮廓可以用S或者O表示，五边形用PAN表示，字母后用偏移量标记@+后跟距离表示半径或者外接圆半径，在此不再赘述。将虚拟零部件的轮廓形状改写成合法的识别方式，统一起点和延伸规律，有利于在同一坐标系中快速确定相对位置关系。

起始端轮廓形状法线方向的尺寸，表示该截面朝着法线方向延伸的长度，可以用@Y600表示，即不等边角型截面向着水平组合体局部坐标系的Y1轴正向方向延伸了600。终止端的轮廓形状代码表述和终止端轮廓形状法线方向的尺寸的表述与起始端的轮廓形状代码和起始端轮廓形状法线方向的尺寸的格式相同。

起始端轮廓的进一步变形或者延伸代码，同样如图5和图6所示，图示弯折部件的部分边线或表面具有圆角或者倒角时，该字段具有相应的内容，各表面或者各边线同样采用从下至上、由左至右、由前至后的方向顺序编号，表面可以用A1、A2、A3、A4、……、A8分别表示，如图5的立体图和局部放大所示；边线可以用B1、B2、B3、……、B16分别表示，图5所示的边线由先底面，后侧面和顶面的方式，依次顺时针环绕编号而成。某个面或者边线具有倒角或者圆角，可以表示为A3C2-2，即A3平面边缘的各边线具有C2*45°的倒角，或者B3R2，表示边线B3处有半径2的圆角。图6所示的弯折部件还具有若干通孔，通孔的起始面可以是表面A1，也可以是表面A6，定义这些通孔时，描述孔的中心轴在表面A1或者A6的坐标与半径，然后表面沿着水平组合体局部坐标系的X1轴正向或者反向延伸的距离即可，如用A1-Xk1Yk1Zk1Ф8@X50或者A6-Xk2Yk2Zk2Ф8@X-50，即从A1面的坐标Xk1Yk1Zk1为圆心生成直径8的圆，沿着X1轴正向延伸50，或者从A6面的坐标Xk2Yk2Zk2为圆心生成直径8的圆，沿着X1轴反向延伸50，但是这两种标注方式表示了两种朝向不同的孔，在需要严格区分的场合是有区别的。

起始端与终止端之间的一个或者多个过渡段的形状及尺寸，如截面发生变化，可以在该处补入相应的特征值，代码的结构与起始端的轮廓形状代码和起始端轮廓形状法线方向的尺寸的格式相同。过渡段的轮廓如有空间上的显著变化，可以用代码表示相邻的表面处存在弯折或者扭转等形态，如用A9A10-ANG0+92可用来表示相邻的表面A9和A10之间存在着92°的逆时针夹角，表面A9的初始角度为0°，此处角度基准以A9为准，逆时针方向为角度增加的方向，瞬时针方向为角度减小的方向；扭转的情形可以以某个面或者某条边线为起始位置，如A2-Y-A4-TSD0+55表示以表面A2为起始位置，沿着Y轴的正方向将表面A4逆时针扭转了55°。

起始端轮廓形状中心与终止端轮廓形状中心在第一预设方向或者第二预设方向的偏移距离，这是考虑到虚拟零部件的首位两端不平行或者不共面的异形结构的情形，可以通过限定偏离特定的预设方向轴向的距离和/或角度。

第一特征字段—当前虚拟零部件与相邻的虚拟零部件的组装方式：如用代号缩写为相切Q、平行X、抵持M、固定T或者间隔D等等。如相邻的虚拟零部件0005的表面A5与虚拟零部件的0006的表面A3固定，可以使用A5-T-0006A3。

第一特征字段—当前虚拟零部件与相邻的虚拟零部件的组装公差。

第一特征字段—虚拟零部件在第一三维模型中的总数，也可以仅统计在当前组合体内的相同规格的虚拟零部件的总数。

第一特征字段—虚拟零部件的材质：用于区分虚拟零部件的材质或者密度。将上述第一特征字段，顺序排列，或者构成矩阵形式，形成各虚拟零部件对应的连续且完整的虚拟物料编码，如某一项第一特征字段没有相应内容，对应的第一特征值置零或者直接跳过。

实物匹配单元，用于从供应商处获取供货清单，从供货清单中提取与第一三维模型的形状特征和第一BOM表的特征字段和特征值匹配的实物，构建包含第二特征字段和对应的第二特征值的实物的第二BOM表；实物匹配单元定期从供应商处获得供货清单以及相应的二维图纸；从供货清单中选择与虚拟零部件最接近的实物进行匹配，采用第二BOM表记录和存储对应的各实物，各实物与第一BOM表中的各虚拟零部件存在着一对一或者多对一的映射关系。

具体内容是，构建包含至少如下顺序设置的第二特征字段的实物物料编码的第二BOM表；第一三维模型包含的组合体的个数、实物在所在的组合体内的安装顺序号、实物的来源、实物的结构特征码、当前实物与相邻的实物的组装方式、当前实物与相邻的实物的组装公差、实物在第一三维模型中的总数以及实物的材质；各第二特征字段具有相应的第二特征值；各第二特征字段的第二特征值的结构与第一特征值的结构对应相同；可见实物物料编码的各第二特征字段的数量与虚拟物料编码的第一特征字段的数量和位置是一一对应的。

为了更好更直观的进行可视化对比，可以建立各实物对应的第二三维模型，将第一三维模型的各虚拟零部件的面与各实物的第二三维模型进行一一对应映射，即将虚拟零部件按表面或者边线编号规则与实务的第二三维模型中的对应面和边线进行一一对应关联处理。然后，将第一BOM表中的第一三维模型包含的组合体的个数、虚拟零部件在所在的组合体内的安装顺序号、当前虚拟零部件与相邻的虚拟零部件的组装方式、当前虚拟零部件与相邻的虚拟零部件的组装公差和虚拟零部件在第一三维模型中的总数的第一特征字段，对应的第一特征值，复制到第二BOM表中，并作为第二BOM表中的第一三维模型包含的组合体的个数、实物在所在的组合体内的安装顺序号、当前实物与相邻的实物的组装方式、当前实物与相邻的实物的组装公差和实物在第一三维模型中的总数的第二特征字段的第二特征值；部分内容可以直接复制第一BOM表中对应的各虚拟零部件的第一特征字段的内容。

但是，除了上述字段可以直接使用外，其余剩下的字段需要从实物中提取相应的真实数据。对于供货清单中的标准件，提取实物的来源，根据实物的截面尺寸和长度尺寸，生成标准件对应的实物的结构特征码，根据实物的理论质量和材质，生成标准件对应的实物的材质对应的第二特征字段；对于供货清单中的非标准件，直接提取该非标准件对应的实物的结构特点，并生成该非标准件对应的实物的结构特征码和材质对应的第二特征字段；从供货清单中选择与虚拟零部件的结构特征码最接近的包含结构特征码的第二特征字段对应的实物及对应的第二三维模型。具体的，是依照如下规则进行虚拟零部件与实物的对比：

1)当实物在所在的组合体内的安装顺序号对应的虚拟零部件在所在的组合体内的安装顺序号位于第一预设方向上时，无论实物是否是标准件，该实物的第二特征字段包含的结构特征码与虚拟零部件的第一特征字段包括的结构特征码完全相同；因为该方向为主要受力方向，属于需要严格区分结构特征码的场合，实物与虚拟零部件的细节需要保持一致，可以保证装配后的工装夹具的尺寸稳定性。

2)当实物在所在的组合体内的安装顺序号对应的虚拟零部件在所在的组合体内的安装顺序号位于非第一预设方向上时，且实物的荷载为变化荷载，该实物的第二特征字段包含的结构特征码与虚拟零部件的第一特征字段包括的结构特征码完全相同；类似的，虽然实物不在主要受力轴向，但是该方向上有可变荷载，表示具有活动部件或者状态发生变化的实物，也属于需要严格区分结构特征码的场合。

3)当实物在所在的组合体内的安装顺序号对应的虚拟零部件在所在的组合体内的安装顺序号位于非第一预设方向上时，且实物的荷载为固定荷载，该实物的第二特征字段包含的结构特征码与虚拟零部件的第一特征字段包括的结构特征码不完全相同，但是要保证实物的轮廓尺寸与虚拟零部件的轮廓尺寸相同、实物的截面积和理论质量不小于虚拟零部件的截面积和理论质量以及实物的材质与虚拟零部件的材质相同；在该方向上的实物，不需要严格区分结构特征码，允许有一定程度的差异，如相比虚拟零部件，实物的管件壁厚更大，实物弯折件边缘的倒角或者圆角尺寸略大或者略小，但是在轴向方向的轮廓尺寸不得超出虚拟零部件的轮廓尺寸。

4)实物对应的第二三维模型的轮廓和体积与虚拟零部件对应的三维模型的体积相等；将符合上述规则的实物物料编码及其第二三维模型分别保存。对于需要严格区分结构特征码的场合，可能只有很少数量的实物能够满足需求，当存在多种实物组合时，选择总体公差偏离预设公差范围中点值最小的实物组合。

装配验证单元，依照第二BOM表的第二特征字段和第二特征值，装配并生成验证三维模型，检查所述装配验证单元构建的验证三维模型内是否干涉、尺寸或者间隙异常的现象；通过装配验证单元对第二BOM表中满足装配关系的多个实物进行三维建模并装配，并对三维建模装配的结果进行检查，评价其是否满足实际使用的需求，直到找到最优的、符合设计需求的实物组合。实现BOM表的反馈验证，避免因供应商的尺寸浮动，导致的工装夹具装配或者使用的异常。

具体的，是将与虚拟零部件的结构特征码最接近的包含结构特征码的第二特征字段对应的实物的第二三维模型，按照其在第二BOM中的实物在所在的组合体内的安装顺序号、当前实物与相邻的实物的组装方式和当前实物与相邻的实物的组装公差，进行再次装配，检查装配后的各第二三维模型之间是否存在碰撞、干涉或者间隙，保留符合要求的一个或者多个对应的实物及其第二三维模型，舍弃并清空不符合要求的一个或者多个对应的实物及其第二三维模型。

输出单元，输出符合要求的实物及验证三维模型。根据需求输出对应的实物组合和各第二三维模型及其验证三维模型即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种智能BOM管理系统，其特征在于，包括：

三维建模单元，根据设计需求，使用CAD软件建立工装夹具对应的第一三维模型；所述三维建模单元采用爆炸的方式分解工装夹具对应的第一三维模型，得到与第一三维模型对应的各虚拟零部件；

特征提取单元，用于获取爆炸的方式分解的工装夹具的各虚拟零部件的参数化特征，构建包含第一特征字段和对应的第一特征值的第一BOM表并暂存；

实物匹配单元，用于从供应商处获取供货清单，从供货清单中提取与第一三维模型的形状特征和第一BOM表的特征字段和特征值匹配的实物，构建包含第二特征字段和对应的第二特征值的实物的第二BOM表；

装配验证单元，依照第二BOM表的第二特征字段和第二特征值，装配并生成验证三维模型，检查所述装配验证单元构建的验证三维模型内是否干涉、尺寸或者间隙异常的现象；

输出单元，输出符合要求的实物及验证三维模型。

2.根据权利要求1所述的一种智能BOM管理系统，其特征在于，所述三维建模单元使用CAD软件建立工装夹具对应的第一三维模型，是按照世界坐标系内的放置方式，按照从下至顶、由外至内的方式，分别获取构成第一三维模型的各虚拟零部件的三维图，通过对各虚拟零部件的三维图进行装配构成完整的第一三维模型，记录并保存相邻的各虚拟零部件之间的配合关系。

3.根据权利要求2所述的一种智能BOM管理系统，其特征在于，所述特征提取单元构建包含第一特征字段和对应的第一特征值的第一BOM表并暂存，是特征提取单元对获取的第一三维模型的各虚拟零部件，分别构建各虚拟零部件的虚拟物料编码；每个虚拟物料编码内包括若干顺次设置的第一特征字段，每个第一特征字段具有对应的第一特征值；将所有的虚拟零部件的对应的第一特征字段和第一特征值根据填充规则进行虚拟物料编码补完，形成完整的第一BOM表并暂存。

4.根据权利要求3所述的一种智能BOM管理系统，其特征在于，所述将所有的虚拟零部件的对应的第一特征字段和第一特征值根据填充规则进行虚拟物料编码补完，具体是令虚拟物料编码包括至少如下顺序设置的第一特征字段：第一三维模型包含的组合体的个数、虚拟零部件在所在的组合体内的安装顺序号、虚拟零部件的来源、虚拟零部件的结构特征码、当前虚拟零部件与相邻的虚拟零部件的组装方式、当前虚拟零部件与相邻的虚拟零部件的组装公差、虚拟零部件在第一三维模型中的总数以及虚拟零部件的材质；相邻的第一特征字段之间用特殊符号进行分隔；各第一特征字段用字母或者数字表示相应的内容；对所有的虚拟零部件，从第一三维模型和第一BOM表中提取第一特征字段和第一特征值的识别、填充。

5.根据权利要求4所述的一种智能BOM管理系统，其特征在于，所述第一特征字段中的安装顺序号，是按照工装夹具的水平或者高度的延伸方向作为第一预设方向，与第一预设方向呈夹角的方向为第二预设方向，沿着第一预设方向进行虚拟零部件的顺次逐个编制顺序号，如第一预设方向的当前虚拟零部件在第二预设方向存在一个或者多个相邻的虚拟零部件，则暂停对第一预设方向上相邻的虚拟零部件编制顺序号，待完成对当前虚拟零部件上所有相邻的第二预设方向的虚拟零部件编制顺序号以后，再返回第一预设方向上进行相邻的零部件的顺序号编制；第二预设方向上与当前第一预设方向的虚拟零部件距离越近的虚拟零部件的编制顺序号越小。

6.根据权利要求5所述的一种智能BOM管理系统，其特征在于，所述虚拟零部件的来源，包括标准件和非标准件；所述虚拟零部件的结构特征码，是对非标准件对应的虚拟零部件两端部分的截面形状及其中间过渡部分的描述，虚拟零部件的结构特征码对应的第一特征值的结构为：结构特征码起始特殊字符+起始端的轮廓形状代码+起始端轮廓形状法线方向的尺寸+起始端轮廓的进一步变形或者延伸代码+起始端轮廓的进一步变形或者延伸所偏离的尺寸+终止端的轮廓形状代码+终止端轮廓形状法线方向的尺寸+终止端轮廓的进一步变形或者延伸代码+终止端轮廓的进一步变形或者延伸所偏离的尺寸+起始端与终止端之间的一个或者多个过渡段的形状及尺寸+起始端轮廓形状中心与终止端轮廓形状中心在第一预设方向或者第二预设方向的偏移距离与角度+虚拟零部件的理论质量+结构特征码结束特殊字符。

7.根据权利要求6所述的一种智能BOM管理系统，其特征在于，实物匹配单元所述从供货清单中提取与第一三维模型的形状特征和第一BOM表的特征字段和特征值匹配的实物，构建包含第二特征字段和对应的第二特征值的实物的第二BOM表，是构建包含至少如下顺序设置的第二特征字段的实物物料编码的第二BOM表；第一三维模型包含的组合体的个数、实物在所在的组合体内的安装顺序号、实物的来源、实物的结构特征码、当前实物与相邻的实物的组装方式、当前实物与相邻的实物的组装公差、实物在第一三维模型中的总数以及实物的材质；各第二特征字段具有相应的第二特征值；各第二特征字段的第二特征值的结构与第一特征值的结构对应相同；

建立各实物的第二三维模型，将第一三维模型的各虚拟零部件的面与各实物的第二三维模型进行一一对应映射，然后将第一BOM表中的第一三维模型包含的组合体的个数、虚拟零部件在所在的组合体内的安装顺序号、当前虚拟零部件与相邻的虚拟零部件的组装方式、当前虚拟零部件与相邻的虚拟零部件的组装公差和虚拟零部件在第一三维模型中的总数的第一特征字段，对应的第一特征值，复制到第二BOM表中，并作为第二BOM表中的第一三维模型包含的组合体的个数、实物在所在的组合体内的安装顺序号、当前实物与相邻的实物的组装方式、当前实物与相邻的实物的组装公差和实物在第一三维模型中的总数的第二特征字段的第二特征值；

对于供货清单中的标准件，提取实物的来源，根据实物的截面尺寸和长度尺寸，生成标准件对应的实物的结构特征码，根据实物的理论质量和材质，生成标准件对应的实物的材质对应的第二特征字段；对于供货清单中的非标准件，直接提取该非标准件对应的实物的结构特点，并生成该非标准件对应的实物的结构特征码和材质对应的第二特征字段；从供货清单中选择与虚拟零部件的结构特征码最接近的包含结构特征码的第二特征字段对应的实物及对应的第二三维模型。

8.根据权利要求7所述的一种智能BOM管理系统，其特征在于，所述从供货清单中选择与虚拟零部件的结构特征码最接近的包含结构特征码的第二特征字段对应的实物及对应的第二三维模型，是依照如下规则进行虚拟零部件与实物的对比：

1)当实物在所在的组合体内的安装顺序号对应的虚拟零部件在所在的组合体内的安装顺序号位于第一预设方向上时，无论实物是否是标准件，该实物的第二特征字段包含的结构特征码与虚拟零部件的第一特征字段包括的结构特征码完全相同；

2)当实物在所在的组合体内的安装顺序号对应的虚拟零部件在所在的组合体内的安装顺序号位于非第一预设方向上时，且实物的荷载为变化荷载，该实物的第二特征字段包含的结构特征码与虚拟零部件的第一特征字段包括的结构特征码完全相同；

3)当实物在所在的组合体内的安装顺序号对应的虚拟零部件在所在的组合体内的安装顺序号位于非第一预设方向上时，且实物的荷载为固定荷载，该实物的第二特征字段包含的结构特征码与虚拟零部件的第一特征字段包括的结构特征码不完全相同，但是要保证实物的轮廓尺寸与虚拟零部件的轮廓尺寸相同、实物的截面积和理论质量不小于虚拟零部件的截面积和理论质量以及实物的材质与虚拟零部件的材质相同；

4)实物对应的第二三维模型的轮廓和体积与虚拟零部件对应的三维模型的体积相等；将符合上述规则的实物物料编码及其第二三维模型分别保存。

9.根据权利要求8所述的一种智能BOM管理系统，其特征在于，所述装配验证单元依照第二BOM表的第二特征字段和第二特征值，装配并生成验证三维模型，是将与虚拟零部件的结构特征码最接近的包含结构特征码的第二特征字段对应的实物的第二三维模型，按照其在第二BOM中的实物在所在的组合体内的安装顺序号、当前实物与相邻的实物的组装方式和当前实物与相邻的实物的组装公差，进行再次装配，检查装配后的各第二三维模型之间是否存在碰撞、干涉或者间隙，保留符合要求的一个或者多个对应的实物及其第二三维模型，舍弃并清空不符合要求的一个或者多个对应的实物及其第二三维模型。