石油钻井BOM结构树生成算法的研究.pdf

I 匐 化 石油钻井B O M结构树生成算法的研究 Res ear ch on B0M gener at i on al gor i t hm o f oi l dr i l l i ng 王魁生，刘夏 V NG Ku i ． s h e n g。L I U Xi a 西安石油大学 计算机学院，西安 7 1 0 0 6 5 摘要石油钻井所需物料繁杂，非常不易于管理。通过对两种常用B O M 结构及通用算法的分析、研 究，提出了一种B O M结构树生成方法。该算法不仅能够直观地反应出物料之间的父子关系 ， 而且具有较高的运行效率，能够加快B O M 结构树的展开速度。将其用于石油钻井物料管理 ， 可便于大规模的生产作业，为石油钻井高效作业提供有力保障。 关键词石油钻井；物料清单；树形结构；算法；企业资源管理计划 中图分类法T P 3 9 1 文献标识码 A 文章编号1 0 0 9 0 1 3 4 2 0 1 3 1 0 上 一0 0 7 6 0 3 D o i 1 O ． 3 9 6 9 ／ J ． i s s n ． 1 0 0 9 -0 1 3 4 ． 2 0 1 3 ． 1 O 上 ． 2 2 0 引言 物料清单 B i l l o f Ma t e r i a l ，B OM是指产出 一 个最终产品所需的全套材料的结构化表单 叫 。 它与企业各部 门的活动息息相关 ，被用于MR P 计 算 ，成本计算 ，库存管理 等H 1 。B OM产生于产品 的设计阶段，并且B O M信息贯穿于产品生产 的整 个生命 周期 。B OM可以准确地将设计部门产生的 数据以及变更信 息传送到制造部门，根据B OM需 求可以准确的制造 出质量标准一致的产 品，轻松 地实现全局数据信息 的统一，能够使整个企业的 生产及运作统一化 ，科学化 。因此 ，Bo M的影响 面最大，对它的准确性要求也最高 】 。石油钻井作 业所需的钻井器材数量大 、成本高，要想节约库 存、降低成本，就必须全面掌握钻井作业的B OM 结构 ，并加以合理利用 。在E R P 系统 中将钻井作业 所需物料用树形 呈现 ，可清楚的展现 出各零部件 之 间的构造关系，且便于钻进过程的物资供应 ， 以及加快井架生产和开采过程 。为此设计一种便 捷操作、结构清晰、快速有效的BO M生成展开方 法为企业生产所需。 1 石油钻井B OM结构模型 石油钻井作业对不 同的地层使用不同的钻进 工具 ，所使用的钻头 、钻柱 、套管等的型号、强 度也不相 同。对应每次开钻 ，都设计有相应的钻 具组合 、套管组合等 ，以及每次开钻所选用的钻 具规 格型 号与数 量 ’ 。某油井 的部分 钻具组 合 BO M结构图如图1 所示。可看出，该井需要三次开 钻，每次开钻所需的物料都类似于一开钻进 ，每 一 层物料都分别为下一层对应物料 的父节点 ，下 一 层对应物料为上一层相应物料的子节 点。图 中 第三层的一开钻杆、一开钻铤、一开接头为构造 的虚项 ，这些虚项对应的子项为实际所需钻具 。 图1 某油井部分B O M结构图 2 常用的B OM结构 B OM结构树是指 由产 品的零部件组成 的树形 结构 ，它可以展示出物料之间的相互关 系。常见 的B OM结构有单层B OM结构和多层BOM结构 。 本文以图l 所示的某油井部分B O M结构图为例，对 B OM结构进行分析 ，提 出了一种改进的B O M树生 成算法 。 2．1单层B O M结构 单 层BOM采用 了 “ 单 父一 单子 ”的数 据结 构 ，只需 记录每 个父 件与其 子件 之 间的对 应关 系。以某油井开采所需物料 如图1 所示为例 ， 单层B O M结构描述如表1 所示。 收稿日期2 0 1 3 -0 6 - 1 3 基金项目西安石油大学研究生科研创新基金资助项目 2 0 1 2 c x l 1 0 6 2 3 ；陕西省教育部科学基金项 目 1 1 J K1 0 3 1 作者简介王魁生 1 9 6 5一 ，男，陕西宝鸡人，教授，博士，研究方向为管理信息系统与计算机网络。 【 7 6 】 第3 5 卷第1 O 期2 0 1 3 -1 0 上 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 务I 遭 匐 化 表1 单层B OM 结构描述 从结构描述可 以看 出，单层B OM的优点是数 据冗余度小 ，可大大节省存储空间。此外 ，BO M 表更改简单 ，当产品结构发生变化时只需对数据 库进行一次修改 ，因为只记录 了一次父件与子件 的对应关系，这样有助于保证数据表的一致性和 完整 性 。但 是 ，这种 结构 的 父件 可能 是一 个 产 品，也可能是一个零部件 ，要清楚地看到BO M树 结构 ，必须借助多次循环查询 ，这样会增加算法 的复杂度，降低系统的运行速率。 2 ． 2多层B O M结构 多层BOM采用 了 “ 单 父一 多子 ”的数据 结 构 ，它详细的记录了产品的结构信息，不管零部 件结构是否相同 ，只要存在于不同的产品中，也 要再记录一次 。以某油井开采所需物料 如图1 所 示 为例，多层BO M结构描述如表2 所示。 从 结构 描述 可 以看 出 ，多层BOM的优 点是 产 品间结构不互相影 响，各产 品之 间的数据记录 没有交叉 ，因此结构清晰 ，易于维护 。但是多层 B OM也存在一定 的缺陷 ，主要是数据结构重复 、 数据项冗余度大 ，增加 了数据库的负担 。虽然定 义 了子件的层次位置 ，但是它属于哪个父层并没 有记录 ，所 以并不能反查 出零部件所对应的上一 层父件 ，而 只能查 出它属于哪个产品 ，无法清晰 的显示树形结构。 3 常用的B OM树型结构生成算法 基于上述存储结构，对于B OM树形结构的生 成算法有递归算法和分层算法两种。 表2 多层B OM结构描述 编号 父节点 子节点 数量 层次 l 2 1 3 ． 1 9 ． 一开钻进 ， ． 2 2 1 3 ． 1 9 ． 二开钻进 3 2 1 3 ． 1 9 9 ． 稳斜钻进 4 2 1 3 ． 1 9 9 ． 3 4 6 MP 2 钻头 ,Ik 二 5 2 1 3 ． 1 9 9 ． 一开钻杆 at， J ．t 6 2 1 3 ． 1 9 J ． 一开接头 7 2 1 3 ． 1 9 ≠ ． 一开钻铤 8 2 1 3 ． 1 9 J ． 1 7 2 D W 螺杆 at． 9 2 1 3 1 9 9 ． 中 7 DP 方 f 钻 杆 i ] 杆 1 1 3 3 KL 1 0 2 1 3 ．1 9 3 1 1 2 1 3 ． 1 9 3 ． 6 3 0 ／ 4 3 0 接头 1 2 2 1 3 ． 1 9 9 ．4 1 1 ／ 4 3 1 接头 1 3 2 1 3 1 9 9 ．4 3 1 ／ 4 3 0 接头 1 4 2 1 3 ． 1 9 9 ．4 6 1 ／ 4 1 0 接头 1 ． a 1 5 2 1 3 ． 1 9 9 ． 5 2 0 ／ 4 1 1 接头 1 6 2 1 3 1 9 ≠ c I 1 6 7 N D C 无磁 ． 钻铤 | 1 7 2 1 3 ．1 9 9 1 6 0 DC 钻铤 3 ． 1 递归算法 递 归算法采用 的是先序遍历 ，它利用堆栈操 作展示出B OM树形结构以及物料间的层次关 系。 该 方法 实现 起来 程序 简单 ，但 因 为这种 堆 栈操 作 ，使得递归调用时，程序 每执行一步都要将临 时节点的信息压人堆栈隅 】 ，当物料结构复 杂时 ， 系统资源消耗非常大，甚至可能致使系统崩溃 。 3 ． 2 分层算法 BOM分层 算法 实质是 一种 非递 归算法 ，它 是从物料树的顶层根节点起 ，按层次一层一层的 往下遍历 ，直到物料的最 底层为止 。这种遍历方 法的算法简单，搜索速 度快 ，它采用的是队列结 构 ，将中间信 息存放在临时表 中，与递归算法中 使用的堆 栈相 比能较好 的按层次遍历一个大规模 的BO M树结构 。但是 ，层次遍历不能很好的展现 出物料之 间的父子关 系，使得物料结构的取代 、 删除以及检查嵌套错误难以进行。 4 改进的B OM树型结构生成算法 4 ． 1改进的目的与意义 通过对BO M常用的两种 结构 、算法的对 比与 分析 ，我们希望获得一种算法 ，它既能像递归算 法一样较好的反应出物料之 间的父子关 系，清晰 定义结构树 ，又希望像 层次遍 历算法一样具有快 速的运行效率，能在一次搜 索过程 中就将父节点 全部搜索 出来 。单层BOM主要使用递归算法实现 树形结构 ，因此具备递 归算法的优势 ，我们要想 实现直观 的树形结构显示 ，则可以引入层次码， 第3 5 卷第1 0 期2 0 1 3 - 1 0 上 【 7 7 】 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 面 ，统计管理钢管在各个工位 的信 息，并可对具 体信息进行增删查改。其 中查询X光检测工位钢管 信息的界面如图4 所示 。 寒 i I 囊 ；孽 篓 l 墨i誊 东 歪 囊 I基 1 藿一 ； I 落 - 篓 ； j 蠢 i 图4 X光检测工位钢管信息查询界面 4 结论 本文 中的钢 管信息跟踪 系统较 好的解决 了条 码识别技术应用在钢管制造企业所遇到的问题 ， 所喷条码在 l O O mm 2 5 0 mm距离内可以顺利读取 。 经过现场组装调试 ， 目前系统运行 良好 。通 过条 形码技术，利用条码扫描器和P L C实现生产线上钢 管的条码数据的采集 。读取的条形码包含 了生产 的所有信息 ，实现质量 、检验与过程信息无纸化 传输及各 岗位报表 自动生成 ，提高 了信息记录的 实时性和准确性 ，实现钢管信息的 回溯跟踪 ，为 全面实现企业信息化打下基础。 参考文献 【 1 】刘涛， 王旭， 李子正 ， 刘 华光． 我国埋 弧焊管生 产线 自动化 与信息化建设的思考[ J ] ． 焊管， 2 0 1 2 ， 3 5 5 6 2 6 5 ． [ 2 ]李斌， 刘红军， 孙志刚， 邓志伟． ME S 在焊管生产线的应用 [ J ] ． 焊管， 2 0 1 1 ， 3 4 2 3 3 3 5 ． ， 4 4 【 3 】秦开涌， 胡业发， 丁毓峰． 条形码技术在生产信息采集系统 中的应用[ J ] ． 计算机工程与应用． 2 0 0 5 2 3 ． 【 4 】L e u z e e l e c t r o n i c ． B CL 2 1 ／ 2 2 B a r c o d e r e a d e r s [ Z 】 ． 德 国 ， 2 0 1 0． 【 5 】黄峥， 古 鹏． 基于S 7 系列P L C 通讯方式与设计研究 [ J ] ． 机电 工程技术， 2 0 1 0 ， 3 9 6 4 5 4 8 ． 【 6 】 田娟娟 ， 蔡光 起， 史家 顺， 王 晋生 ． 基 于VB的P C机 与S 7 2 0 0 P LC自由 口通 信 的实 现 及应 用 [ J ] ． 机 械 设 计 与制 造， 2 0 0 6 ， 7 1 1 5 - 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