一种基于VBA 的柔性化产品信息管理应用

引言

随着科技的发展，装备制造产品越来越凸显出研制生产任务周期短、品种多、状态复杂等特点。产品的研制生产也从原来的传统生产模式转变为柔性化制造模式。柔性化生产的特点是：高度灵活性、高度智能化、高效率和低成本，以应对快速变化的市场需求和顾客多样化的需求。因此创建一种能够适应以上特点的产品信息管理应用成为了一项迫切的需求。

1 研制背景与需求分析

1.1 传统表格化管理的风险与不足

传统的产品表格化数据管理在应对复杂多变的生产任务与产品特点时，往往不能及时对变化的部分做出迅速调整。而柔性化研制生产的产品本身就具有一定的不确定性，在其数据信息管理方面就需要有较灵活的可扩展和调整能力。例如，产品因结构变化而引起的相关配套部件的改变，相应的数据统计范围也需要随之做出及时的调整。尤其是数据表中含有公式计算及有效性判别的情况下，需人工手动对其逐一进行调整修改，不仅费时费力，还有很大概率引发错漏等缺陷，进而造成信息匹配出错而影响产品质量。

1.2 基于现状的需求

根据传统类型信息管理手段的不足，研制一款柔性化的产品信息管理应用，成为了解决当前问题的一种方法。柔性化的产品信息管理应用应具备以下功能：

1.2.1 快速生成柔性化数据结构报表

柔性化的产品信息管理应用需根据产品数据结构模型快速生成结构化的数据报表，自动调整因数据结构变化而引起的运算与逻辑判断结果。无需人工逐一调整报表结果与处理数据。

1.2.2 自动生成图形化操作界面

传统的表格化信息管理，使用者在录入数据时的操作界面为 Excel 表格，在输入大量数据，尤其是不同数据类型时，存在效率低下、易出错、数据类型一致性维护困难等情况。这些缺陷都会对后续的数据处理和统计工作带来不便。柔性化产品信息管理应用需根据使用者自定义的数据结构，自动生成图形化的操作界面，降低操作强度，避免因人为失误造成数据信息的差错。

1.2.3 信息匹配性检查

柔性化产品信息管理应用，需根据使用者对产品数据结构的设定，自动确定检查范围，当产品配套件发生重复编号或者非交付验收合格产品进入配套时，以明显的方式显示出错的配套产品编号与相应安装位置。

1.2.4 自动判别产品状态

传统的表格化管理模式，使用者通过数据内容凭经验记忆确定每套产品的实际生产状态，易造成对产品状态误判而导致不满足质量管理要求的情况发生。例如，错将未满足交付条件的产品，提前提交给了用户验收。或者未能及时提交已满足交付条件的产品，拖延了产品正常的交货进度。柔性化产品信息管理应用需自动罗列出每一套产品的实际状态，帮助使用者了解产品的真实情况，预防产品的非预期流转。

2 柔性化产品信息管理应用的解决方案

2.1 技术方案

柔性化产品信息管理应用及其各项功能，通过 VBA 编程结合 Excel 报表设定实现。VBA（Visual Basic for Applications） 是微软办公集成软件的内置编程语言，是一种基于Visual Basic 编程语言的事件驱动的编程语言。

VBA 允许用户通过编程，自定义和增强 Office 应用程序的功能，实现自动化操作、数据处理、报表生成的等一系列任务。用户可通过 VBA 为 Office 应用程序添加新功能，或以特定业务需要的方式提示用户并与之交互。VBA 能减少手工操作的时间和错误，提高数据分析准确性和工作效率，使科研管理人员能够专注于更具挑战性的工作。

2.2 功能实现

2.2.1 柔性化数据结构报表快速生成功能

通过 Excel 软件建立数据结构表。结构表的内容由“项目名称”、“结构位置”、“属性”三部分构成。使用者可结合具体产品的特性和工序内容，对结构表进行设定。通过 VBA 程序可根据结构表自动生成满足使用者要求的结构化数据存储表。图1 显示了实现该功能的部分VBA 代码。

该功能在 Excel 文件打开时即能触发运行，在使用者开始实际操作之前自动实现结构化数据存储表的搭建，以及相应的区域设定，以便于后续其他数据处理功能的实现。使用者通过该功能，可根据产品实际需求新建或修改存储表的数据结构，VBA 程序帮助使用者自动完成报表的创建与结构调整，并根据结构表中的数据属性，对结构化数据存储表的有效性规则区域进行自动设定。

图 2 所示的是在传统表格化信息管理模式下，当表结构发生变化时，不仅需要手动调整数据存储表，还需要清除原先设定的预防编号重复的有效性规则并建立新规则。在遇到分布式结构的数据存储表时，该方式的操作极为繁琐且易引发失误，进而引发因数据有效性设置不正确，未发现产品配套方面的问题，导致质量问题的发生。

采用 VBA 方法自动搭建结构化数据表，当产品状态变化需要增加或减少字段时，只需调整结构表的内容，在重新在开 Excel 文件时便能自动生成和调整相应的数据结构。同时，VBA 程序能够根据结构表调整后的内容，自动对需要预防重复编号的区域位置重新设定数据有效性规则，如图 3 所示。该功能极大降低了操作的复杂性，提高了规则效率与准确性。

2.2.2 图形化操作界面自动生成功能

采用 VBA 代码实现图形化操作界面的自动生成。如图 4 所示，在代码编写界面只需建立一窗体以及若干个控件就能搭建出操作界面基本框架。依靠 VBA代码即可根据结构表内容，自动在用户窗体上投放文本框和内容。当结构表发生改变时，操作界面随动改变。图5 展示了实现该功能的部分代码。

用户可在操作界面进行产品信息的输入，点击“保存”按钮后系统根据产品的实际情况，新建或更新相关信息记录。如图 6 所示，当用户进入与日期有关的文本框时，程序自动弹出日历控件，只需点选控件内容即能完成日期类型的数据录入，在减轻操作强度的同时，也通过系统自动引入统一的日期类型格式，为后续的数据统计提供了标准的数据格式。在第一个文本框输入内容后按下回车键或点击“查找”按钮，程序自动显示需要查询的产品信息。

采用图形化的操作界面可减轻用户的操作负担，与传统的对单元格进行逐一输入的方式比较，数据录入与查询显示更为便捷。同时，使用者的体验感更佳，不易产生操作疲劳，提供了数据操作的效率和准确性。

大量数据组成的结构化数据表，实质上是一类多维数组。在这样的数据结构中，查找不同名称的配套部件是否存在重复值是非常困难的。因此在算法上使用了“降维”的概念，在庞大的数据表中提取相应配套件的数据信息与坐标位置，并在单独的表格中排列显示，再结合数据有效性的设定确定重复编号发生的产品名称和其对应的配套情况。通过 VBA 程序能够按不同配套产品所在的字段区域，自动定位查找重复值，并单独列表显示。图 7 展示了实现该功能的部分代码。

2.2.3 信息匹配检查功能

点击图形化操作界面上的“安装匹配性检查”按钮，能够在 1～2 秒的时间内找出存在重复编号的产品名称和相应配套位置。该功能也能自动匹配相关配套产品的信息，当产品安装了非交付或验收合格的配套件时，也能够识别出这些配套件的具体信息，并单独列表显示，如图8 所示。

尽管传统的表格化信息管理也能完成上述功能，但相关的设定与数据比对工作基于人工手动操作的。当面对大量数据的结构化数据表时，由于显示器范围的限制，需来回移动窗口滚动条来查看全局显示效果并人工进行判读，容易发生错看漏看的情形。而产品编号的唯一性与配套件的非预期使用是影响产品质量与数字化管理的最基本要素之一。发生错漏情况直接导致了产品质量不满足要求。采用 VBA 程序自动查找并显示问题产品信息的方法，有效避免了上述情况的发生。

2.2.4 自动判别产品状态功能

在 Excel 文件中插入逻辑设定表，依据产品的技术文件要求和工艺步骤设定产品状态，如图 9 所示。VBA 程序自动读取逻辑设定表的内容，根据相关设置结果产品信息的结构化数据表内的具体内容，自动判别产品的实际状态并显示相应的时间标记。图10 展示了实现该功能的部分代码。

点击图形化操作界面上的“产品状态梳理”按钮，能够在 1～2 秒时间内为每套产品分析出当前的实际状态，并在数据存储表中直接显示。当产品信息随生产进度变化时，每次执行该功能操作，便能重新推算产品状态，如图11 所示。

使用 VBA 程序自动判别产品状态，具有反应迅速，避免错判漏判的优点。而采用传统方法，在庞大的数据中人工判别产品状态时非常困难的。在科研制造任务日益增长的当下，敏捷捕捉到产品在生产过程中的实际状态，是每一个管理人员必不可少的需求。使用VBA 程序自动判别的方法，当流程发生变化时，只需对产品状态逻辑的设定进行简单操作，即可代替人工记忆与判别。这对及时梳理产品状态变化，在减少人工判读的负担和避免差错方面，起到了很大帮助。

3 关于柔性化产品信息管理应用的总结与思考

随着数字化管理的不断深入，许多企业均发展了 MES/TDM 作为数据管理的主要手段。企业级框架下的数据管理系统，系统由于要协调兼顾各方面的原因，并不能根据使用者在工作实际中的需求单独开发程序模块。在遇到灵活多变的需求和产品状态时，就需要个人用户具备一定的利用现有数据，完成二次开发应用的能力。

通过 VBA 技术结合 Excel 即可搭建适应自身需求的数据管理应用，在柔性化的科研生产场景下能发挥出独特的技术优势。在装备制造科研生产实践中，基于 VBA 的柔性化产品信息管理应用提高了产品质量管理的效率与准确性，减轻了科研管理人员的工作负担。

限于篇幅，基于 VBA 的柔性化产品信息管理应用的其他可扩展功能，在本文就不详细介绍了。在参与装备制造科研生产的各类人员中，并不都具备完善的编程技能与相关程序设计的资质。VBA 的学习曲线相对平缓，这意味着该技术非常适合科研生产管理人员在日常工作中学习和实践。VBA 具有开发灵活、使用成本低的特点。在一些特定场合能够与主要的数据管理方法相结合，打造出符合实际需求的应用。

参考文献：

[1] 龚沛曾，陆慰民，杨志强，Visual Basic 程序设计简明教程（第二版）[M]. 北京：高等教育出版社，2003.3.

[2] 韩小良，雷俊，Excel 高效管理表格设计从入门到精通（全新版）[M].北京：中国铁道出版社，2011.9.

作者简介：唐祺鋆（1985-），男，汉族，江苏，中级职称，数据自动化分析与处理研究方向。