面向家用空調(diào)產(chǎn)品工藝性數(shù)字化審查系統(tǒng)探討

張 杰 劉 云 周子榮

（珠海格力電器股份有限公司 珠海 519070）

引言

隨著家用空調(diào)產(chǎn)品呈現(xiàn)多元化、高端化發(fā)展，空調(diào)整機(jī)零件數(shù)日益增多、結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，導(dǎo)致整機(jī)、零件標(biāo)準(zhǔn)越來越繁多。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行模型設(shè)計(jì)時(shí)無法全面考量標(biāo)準(zhǔn)要求，導(dǎo)致工藝員進(jìn)行工藝性審查時(shí)存在如下突出問題：①審查易遺漏：零件多、標(biāo)準(zhǔn)多，內(nèi)容龐雜、信息量大，靠人工貴審查容易出現(xiàn)遺漏；②審查效率低：工藝員需要根據(jù)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求逐條審查，效率低，耗時(shí)長；③審查滯后：設(shè)計(jì)員往往在模型設(shè)計(jì)完成后再交予工藝審查，過程滯后，結(jié)構(gòu)基本定型，設(shè)計(jì)更改大；④審查質(zhì)量依賴審查者經(jīng)驗(yàn)。以上問題的存在不利于家用空調(diào)產(chǎn)品開發(fā)過程對質(zhì)量、效率的要求，不適應(yīng)當(dāng)前快節(jié)奏、多元化的市場環(huán)境。

為此，結(jié)合當(dāng)前空調(diào)行業(yè)產(chǎn)品基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及零件具有相似性的特點(diǎn)，計(jì)劃研發(fā)一套面向家用空調(diào)產(chǎn)品的工藝性數(shù)字化審查系統(tǒng)。該系統(tǒng)以零部件拓?fù)潢P(guān)系為基礎(chǔ)，以制造、裝配類工藝標(biāo)準(zhǔn)、工裝設(shè)備信息、工藝經(jīng)驗(yàn)總結(jié)、競品結(jié)構(gòu)等數(shù)據(jù)為主要數(shù)據(jù)，構(gòu)建工藝性審查基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，然后從產(chǎn)品設(shè)計(jì)評審流程出發(fā)進(jìn)行系統(tǒng)流程和功能、模塊設(shè)計(jì)。

1 系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)

當(dāng)前空調(diào)產(chǎn)品開發(fā)一般流程如圖1所示，為保證產(chǎn)品能更好的投入生產(chǎn)，在三維模型設(shè)計(jì)階段，工藝員需基于產(chǎn)品三維模型，根據(jù)工藝標(biāo)準(zhǔn)開展工藝性審查，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品不足及改善空間，并要求設(shè)計(jì)員改進(jìn)；流程循環(huán)多次后，最終形成產(chǎn)品工藝審查報(bào)告。

圖1 產(chǎn)品開發(fā)與工藝審查流程主要內(nèi)容

2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

基于新的產(chǎn)品開發(fā)流程所涉及的功能需求、人員與數(shù)據(jù)交流內(nèi)容、存檔等進(jìn)行系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如圖2所示。系統(tǒng)由四層結(jié)構(gòu)組成，其中數(shù)據(jù)層主要包含各類工藝基礎(chǔ)知識，組件層包含各類工藝數(shù)據(jù)的管理工具[1]。

圖2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖

2.1 系統(tǒng)主要模塊組成

1）登錄模塊：系統(tǒng)主要面向工藝員、設(shè)計(jì)員、生產(chǎn)管理人員，以集團(tuán)郵箱賬號、密碼作為登錄憑證，同時(shí)通過郵箱號所在的用戶組進(jìn)行登錄人身份和權(quán)限識別。如通過設(shè)計(jì)部門郵箱號區(qū)段，識別其身份，然后系統(tǒng)給予相應(yīng)的權(quán)限。

2）任務(wù)管理模塊：該模塊的功能是創(chuàng)建新產(chǎn)品項(xiàng)目任務(wù)單，確定開發(fā)項(xiàng)目組成員、計(jì)劃節(jié)點(diǎn)等，最主要的是明確新產(chǎn)品功能和需求，以便整個(gè)流程中基礎(chǔ)認(rèn)知一致性。產(chǎn)品功能及需求的填寫以向?qū)问竭M(jìn)行，提示用戶錄入數(shù)據(jù)并自動檢查錄入信息的準(zhǔn)確性。

3）工藝性審查模塊：該模塊的功能是進(jìn)行工藝性審查，是整個(gè)系統(tǒng)的核心功能模塊。進(jìn)入該模塊，用戶可以使用系統(tǒng)提供的結(jié)構(gòu)化檢索工具，或以模糊搜索方式進(jìn)行基于實(shí)例的工藝性審查[2]；同時(shí)，對于線體、工裝、工具等參數(shù)化規(guī)則，用戶可以根據(jù)界面提示錄入相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行工藝性審查。

4）工藝性審查報(bào)告模塊：該模塊用于生成和保存所有產(chǎn)品審查報(bào)告，具備跨機(jī)型問題檢索和分類統(tǒng)計(jì)功能，便于產(chǎn)品間相似問題統(tǒng)計(jì)和追溯。同時(shí)，審查報(bào)告還具備階段性保存及綜合導(dǎo)出的功能，用戶不僅可以生成并保存產(chǎn)品完整報(bào)告，還可以單獨(dú)生成同一產(chǎn)品不同階段的審查報(bào)告。

5）數(shù)據(jù)維護(hù)模塊：該模塊的功能是對系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)，增加、刪減、修改等都在此模塊應(yīng)用內(nèi)進(jìn)行。

6）評級及培訓(xùn)模塊：該模塊用于對以工藝員、設(shè)計(jì)員為主的產(chǎn)品開發(fā)人員進(jìn)行評級與培訓(xùn)?；谙到y(tǒng)數(shù)據(jù)庫的支撐，有組織開展工藝知識專業(yè)化培訓(xùn)、階段性的評級，以不斷提高人員水平。

2.2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

工藝審查的數(shù)字化離不開工藝、工序等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的數(shù)字化。

數(shù)據(jù)庫作為一種高效、可靠的信息管理技術(shù)，將數(shù)據(jù)、信息、資料和文件等有規(guī)律地組織保存起來，以便快速查閱和使用是系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)、快速全面的工藝性審查的基礎(chǔ)技術(shù)支撐[3]。

為實(shí)現(xiàn)快速、全面的工藝性審查，工藝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)內(nèi)容組織及結(jié)構(gòu)化管理是重中之重。為此系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫必須包含當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范中工藝性審查重點(diǎn)內(nèi)容及工藝經(jīng)驗(yàn)總結(jié)等數(shù)據(jù)，同時(shí)結(jié)構(gòu)化管理中數(shù)據(jù)關(guān)系設(shè)計(jì)需符合用戶的認(rèn)識。

如圖3所示為家用空調(diào)分體壁掛內(nèi)機(jī)結(jié)構(gòu)爆炸圖，其結(jié)構(gòu)一般由底殼部件、蒸發(fā)器部件、電器盒部件、面板體部件、面板部件、導(dǎo)風(fēng)機(jī)構(gòu)組件等6大部件組成。

圖3 家用空調(diào)分體壁掛內(nèi)機(jī)結(jié)構(gòu)爆炸圖

空調(diào)結(jié)構(gòu)的一般性能夠保證系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的普適性，因此數(shù)據(jù)庫整體以產(chǎn)品結(jié)構(gòu)組成及組部件間的關(guān)系為基礎(chǔ)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化管理，其結(jié)構(gòu)樹如圖4所示[1]。

圖4 基于空調(diào)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化管理圖示

為進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)維護(hù)效率和高的指向性，在數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)化管理基礎(chǔ)上衍生出兩大類數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式：案例庫、規(guī)則庫。

2.2.1 案例庫

案例庫是系統(tǒng)對案例型數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理的模塊。如圖5所示，案例數(shù)據(jù)以“機(jī)型類別→部件→組件→零件→零件信息→實(shí)例”進(jìn)行結(jié)構(gòu)化描述與管理，以便系統(tǒng)在獲取審查者審查目標(biāo)（某一部件或零件）時(shí)，能自動判斷和調(diào)取相應(yīng)的案例數(shù)據(jù)，供審查者比對分析。

圖5 分體壁掛內(nèi)機(jī)產(chǎn)品案例庫信息結(jié)構(gòu)化管理圖示

2.2.2 規(guī)則庫

規(guī)則庫是系統(tǒng)對部分零件制造工藝標(biāo)準(zhǔn)、工裝設(shè)備、線體等進(jìn)行參數(shù)化表征的數(shù)據(jù)集合。它在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的基礎(chǔ)上，以參數(shù)形式歸納表現(xiàn)，具備一定求解能力，能夠根據(jù)用戶錄入情況作出判斷。

如圖6所示，規(guī)則庫數(shù)據(jù)以“類別→零件→規(guī)則描述→判斷標(biāo)準(zhǔn)”形式進(jìn)行結(jié)構(gòu)化管理?；诹慵哂幸话泐悇e屬性及其加工方式的大同小異，規(guī)則庫直接以工藝專業(yè)作為頂層類別并區(qū)分，零件作為二級類別進(jìn)行劃分。其目的在于追求不同產(chǎn)品類別如除濕機(jī)、加濕器、電飯煲等產(chǎn)品在零件層級上的系統(tǒng)通用性，便于后續(xù)擴(kuò)展。同時(shí)，規(guī)則庫強(qiáng)制參數(shù)化判斷標(biāo)準(zhǔn)，便于后續(xù)系統(tǒng)可基于三維設(shè)計(jì)軟件二次開發(fā)技術(shù)進(jìn)行自動化審查擴(kuò)展。

圖6 家用空調(diào)產(chǎn)品規(guī)則信息結(jié)構(gòu)化管理

3 應(yīng)用實(shí)例

通過以上的研究，系統(tǒng)以MYSQL作為后臺數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，開發(fā)出面向家用空調(diào)產(chǎn)品的工藝性數(shù)字化審查系統(tǒng)，其部分界面如圖7所示。

圖7 家用空調(diào)產(chǎn)品工藝性數(shù)字化審查系統(tǒng)界面

實(shí)際使用過程，如圖8所示，用戶在按要求完成新產(chǎn)品審查任務(wù)創(chuàng)建后，系統(tǒng)會根據(jù)用戶錄入的更改點(diǎn)信息，自動生成如圖9（a）所示的更改點(diǎn)目錄，自動從數(shù)據(jù)庫中檢索與更改點(diǎn)相對應(yīng)的審查項(xiàng)目信息生成如圖9（b）所示審查點(diǎn)集，并對審查點(diǎn)審查與否進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。用戶依據(jù)系統(tǒng)自動生成的審查點(diǎn)集，逐項(xiàng)完成審查。工藝員不再需要為了保證審查把關(guān)的嚴(yán)謹(jǐn)、全面，而不得不去翻閱、記憶海量的工藝資料信息，系統(tǒng)在提高審查效率的同時(shí)也使得審查更加全面，保證了工藝性審查質(zhì)量的進(jìn)一步提升。

圖8 系統(tǒng)任務(wù)新增界面

圖9 系統(tǒng)自動創(chuàng)建與更改點(diǎn)對應(yīng)的審查項(xiàng)目

同時(shí)，基于系統(tǒng)功能重新制定產(chǎn)品開發(fā)過程中基于三維模型的工藝性審查流程，如圖10所示。

圖10 基于工藝性數(shù)字化審查系統(tǒng)的總體業(yè)務(wù)流程圖

業(yè)務(wù)流程對比傳統(tǒng)流程，變化主要在于將工藝性審查部分內(nèi)容前移至設(shè)計(jì)員負(fù)責(zé)階段。設(shè)計(jì)員需基于工藝性數(shù)字化審查系統(tǒng)進(jìn)行初步的工藝性審查，避免后續(xù)出現(xiàn)較大的方案或結(jié)構(gòu)調(diào)整，以提高產(chǎn)品開發(fā)效率。在完成產(chǎn)品初版三維模型設(shè)計(jì)后，設(shè)計(jì)員將工藝符合性自檢報(bào)告聯(lián)同三維模型一并提交到工藝部門，由工藝審查人員進(jìn)行模塊化工藝性專業(yè)審查，重點(diǎn)從裝配版塊（工裝、線體、部件等）、零件版塊（注塑、鈑金、管路等）對產(chǎn)品工藝符合性進(jìn)行審查[4]。

4 結(jié)論

本文介紹了所開發(fā)的面向家用空調(diào)產(chǎn)品工藝性數(shù)字化審查系統(tǒng)，對所涉及的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析，尤其是系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層的構(gòu)建，優(yōu)化了當(dāng)前的工藝性審查流程。該系統(tǒng)操作界面友好、操作簡單，具備空調(diào)行業(yè)普適性，能夠較好的應(yīng)用于開發(fā)過程中工藝性的審查，在提高產(chǎn)品審查效率的同時(shí)，對產(chǎn)品生產(chǎn)效率、質(zhì)量及異常問題等都起到了較大的作用。