概述
为什么用编码标识材料
工程涉及的材料类别繁杂，数量众多，每种材料具有特定的性质，包括类别、制造工艺及标准、尺寸标准和材质等。如果不对材料进行编码仅靠材料描述来识别材料，会存在很多缺点：
- 不方便统计和采购；由于工程师工作习惯的差别，对相同的材料可能写法不同，容易造成材料描述的二义性；
- 没有通用性；文字描述所依照的标准大部分是行业标准，材料的一种描述如果换到另一个领域有可能不被认可。导致材料不能被正确识别；
- 无法实现数据集成；文字描述从信息化角度来说无法作为关键字。
材料编码体系是物料管理系统的基础和核心
如果要建立物料管理系统，首先应该建立材料编码体系。材料编码最主要的作用是解决计算机识别材料的问题，计算机系统只有先识别出材料是什么，才能进行后面的动作，比如检索、批处理或者计算等。那么编码对于人来说有什么意义？意义当然有，我们可以用于检索，但更重要的，我们只需要知道一件事就够了：一个规格的材料只能有一个编码，一个编码只能表示一种规格的材料，我们称之为材料编码标识材料的唯一性。
材料编码特性
为了有效的进行材料管理，每种类型的材料都必须有其特定的标识定义，以实现如下的特性。
- 方便利用特定的标识来识别材料而不会与其它材料弄混；
- 方便在计算机系统中存储；
- 此外材料编码还应该符合工程实践中的一些基本规律。
PRM材料编码体系
我们用PRM编码系统作为案例来学习材料编码系统的原理。PRM的编码系统设计十分巧妙，直到今天我依然认为PRM的编码实现方式是一种优秀的方案。PRM编码定义了两层结构：物资编码和采购编码。由短语列表和路由表一起组成物资编码规则的物理结构，通过路由表控制短语列表的游走顺序，并生成材料的物资编码，再生成采购编码。这种编码规则十分灵活，可以很方便的进行扩展。
关键词
提前声明几个概念
| Name | Academy | score |
|---|---|---|
| 短语列表 | Phrase List | 由短语代码和短语描述等字段组成,短语代码对应物资编码的某一位代码，短语描述是这个代码所表示的材料描述 |
| 短语路由表 | Route | 记录短语列表的路由顺序，生成物资编码的时候，系统根据路由表来判断短语列表的跳转方向 |
| 物资编码 | Commodity Code | 定义材料的属性，包括材料的类别、材质、尺寸标准、制造工艺、连接形式、压力磅级等信息。通过选择短语列表生成 |
| 采购编码 | Part No | 由物资编码+尺寸描述，得到带口径的材料描述，表示一个真实材料元件实体，采购编码是材料唯一的标识名称 |
材料编码设计
物资编码
我们以管道大宗散材类型的材料作为示例，将材料的属性分解成多个字段，例如元件的名称、连接形式、材质标准及牌号、尺寸标准、压力磅级和制造工艺等等，每一个字段用一位字母来标识，由这些字母形成的编码，我们称之为物资编码，其结构如图1所示。
采购编码
物资编码并不包含材料的口径，它指的是一类属性相同的材料，物资编码可以用来为材料选型，但采购的时候必须要给出材料的口径，我们用口径+物资编码的组合定义一个新的编码，这个编码我们称为采购编码（Part Number）。如图2所示。
物资编码设计原则
在定义材料编码规则的时候我们会遇到一些实际问题，例如：如何确定哪些属性应该作为一个代码字段，哪些材料的属性应该分项描述等问题。这些都是影响编码规则制定工作的因素。
以100mm STD Flange WN CL300 RF A105 Dims to ASME16.5为例，用逗号分隔开所有的属性为：100mm STD, Flange, WN ,CL300 ,RF ,A105 ,Dims to ASME16.5一共7个字段，如果任何一个字段缺失都会造成材料属性的不确定性，那么我们就应该确定这个字段是必选项。
那么是否每个字段都只能表达一个属性意思呢，我们注意到100mm STD实际上就是材料的连接尺寸信息，那么100mm STD可以合并作为一个最小原子，只需要一个字母即可了，当然从实际情况出发，尺寸属性的规格很多，一个字母是很难满足需要的。
A105是材质牌号，我们可以视他为不受外观尺寸影响的属性，同时材质也是工程师经常用于筛选条件的属性，所以把材质作为一个单独的属性是比较合适的。
剩下的Flange, WN ,CL300 ,RF ,Dims to ASME16.5 主要描述的材料的外观尺寸，如何划分字段就可以根据实际情况处理，PDMS软件中将这串描述直接作为一个字段管理也是一种可取的方案，每个外观尺寸描述对应一个CATREF代码，这个代码则可以作为整个物资编码的一部分。如果你不考虑PDMS的数据结构，这个字段你也可以分项存储，每个字段给出相应的选项定义即可。
综上，（管道大宗散材）材料编码所需要的核心字段类型最少需要三个：连接尺寸、外观尺寸、材质。
物资编码中会引起混乱的字段
例如管子或者对焊管件是否是平口还是坡口，这个属性是否有必要单独列出，我在现场观察的情况是：因为现场的实际情况是，管子不论是平口还是坡口，在焊接预制时一般都会打成坡口，这样一来描述管子是平口还是坡口的价值就降低了，还会产生不期望的现象：
- 本来就是一种管子，因为标识了平口和坡口两种编码，成为了两种管子他们之间实际可以混用，但是因为不同的编码，导致识别和确认这个事情的成本变高，原本通过编码，只要是认字的人就可以识别，现在变成了只能由具备化工知识的专业材控工程师才能识别。
- 两种不同的管子打完坡口可能从外观上分别不出来了，没有丰富经验的工程师是不能判断出应该用哪一种管子的，说明这个编码有时并不能帮助我们分辨材料的规格。
物资编码不需要的字段
不需要的字段往往出现在对材料备注或者补充性描述上，例如100%探伤，等，这种描述不属于材料的属性，而是对材料的一种处置方法或者可以理解为制造工艺，因此这种性质的字段是不应该出现在材料编码中的，不然的话就又会变成引起混乱的字段，同样的材料，因为一个要探伤，一个不探伤，就出现了两种材料编码；两种材料在现场施工过程中又是完全一样的材料，增加了施工阶段人员辨识材料的成本。
采购编码的含义
物资编码是有逻辑含义的编码，每一位字母都代表特定的属性含义，而我们最终使用的材料编码则是通过采购编码前缀（两个能代表专业大类的字符）加数字流水号的组合而成。流水码比带有逻辑含义的代码更加简单，同时不会影响代码的唯一性，人不需要去记忆流水码的含义，而代码只要实现了唯一性，就不影响机器的自动识别。
材料编码数据结构模型
MCAT_PART是描述材料编码的实体，他与材料的尺寸和采购包分组相关联。
MCAT_PHRASE_TO_LIST_ROUTES（简称Route表）
MCAT_LISTS（简称List表）
MCAT_LST_INTERSECTS（简称Condition表）
这几个实体描述材料编码的编码规则，其中MCAT_PHRASES记录每一个短语列表的短语代码和短语描述中Route表记录短语列表的路由顺序，它决定了编码规则的代码序列，用于规定编码的每一位的含义，，Condition表记录了编码规则中的条件约束，给材料编码规则提供了一个灵活的组合策略，可以控制短语列表的路由顺序，List表记录短语描述格式模板，短语列表最终是根据格式模板组合成一个完整的材料元件描述，这个描述就是MCAT_COMMODITY实体中的Description。
材料编码问答机制模型
当用户开始执行编码选择的时候，首先向系统发送一个起始消息Start，在第一个Phrase List中选择了一个CODE，返回ID、CODE属性值和TEXT属性值。用ID作为条件参数向Route表询问路径，得到下一个Phrase List的ID值，通过对Phrase List数据表检索将指针指向下一个Phrase List表，到此完成了一个问答步骤。此时判断问答的循环是否结束，若没有结束则进行下一次问答步骤。当选择到ID为899的Phrase List时，他在Route表中记录的NEXT结点位置为结束标记（END），此时问答循环结束，退出编码选型操作，同时将物资编码和材料描述作为参数返回给用户：物资编码：ACCACAASB，材料描述：PIPE SMLS BE CS 20# GB/T8163。整个问答过程如图3所示。
生成材料编码的工作流程模型
根据生成材料编码的工作流程，我们可以总结出该操作的工作流程图。在实际工作中，不是每一个物资编码都需要生成采购编码，物资编码生成之后需要业务人员校核。在生成采购编码之前，需要为物资编码指定尺寸范围，生成采购编码的工作流程图如图4所示。
总结
通过短语列表Phrase List来记录所有的编码描述，最大限度的简化了对编码表的查询操作，避免了针对不同材料要访问不同数据表的情况发生，特别是在进行批处理操作时，效率有很大提升。通过路由表Route记录材料编码规则的应答顺序，材料元件根据这个顺序，生成属性描述。采用跳转表可以保证route结构的灵活性，方便地实现编码规则路径的变更。改变链表结构的同时，可以保留原来的结点，因此原来存在的编码都不会受到影响，Phrase list结构可以任意的扩展，只需要将新增加的Phrase list code加入到路由表中即可。
根据这套思路，就可以自主开发材料编码系统了，这套设计扩展性非常好，不同专业的材料，字段的顺序，结构，内容都可以不一样，物资编码可长可短，采购编码结构统一简洁，适合在单据填写和材料上标识、喷涂。
