工程機(jī)械數(shù)字化手冊結(jié)構(gòu)化技術(shù)研究與應(yīng)用

江蘇徐工工程機(jī)械研究院有限公司□丁新星 趙 峰

1 引言

當(dāng)前， 由于客戶定制需求、 產(chǎn)品數(shù)據(jù)量日益增加以及競爭對手的產(chǎn)品功能不斷增強(qiáng)， 工程機(jī)械產(chǎn)品復(fù)雜度越來越高。 市場競爭激烈引發(fā)產(chǎn)品上市周期越來越短。 此外， 伴隨全球化進(jìn)程要求， 多語言當(dāng)?shù)鼗陌l(fā)布需求強(qiáng)烈。 由于數(shù)字化媒體的發(fā)展， 網(wǎng)頁、 移動端的查詢需求日增。 傳統(tǒng)技術(shù)文檔的構(gòu)建方式， 無論是交付時間， 還是交付質(zhì)量都難以滿足要求。

隨著數(shù)字化發(fā)布時代的到來， 發(fā)布方式從傳統(tǒng)的單終端、 單形態(tài)和單一傳播途徑逐步向多終端、 多形態(tài)和多渠道傳播轉(zhuǎn)型。 作為承載這一轉(zhuǎn)型要求的結(jié)構(gòu)化文檔技術(shù)， 提供了統(tǒng)一、 完善和標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化手冊發(fā)布的技術(shù)解決方案。

許多學(xué)者針對技術(shù)文檔的結(jié)構(gòu)化給出了有價值的研究成果。 在航空領(lǐng)域針對技術(shù)出版物信息進(jìn)行了有效的組織， 并制定了詳細(xì)的規(guī)定。 在軌道交通行業(yè)通過研究技術(shù)信息管理平臺， 實(shí)現(xiàn)技術(shù)信息發(fā)布和知識共享。 并對增強(qiáng)現(xiàn)實(shí) （Augmented Reality） 技術(shù)輔助維修及其與交互式電子 技 術(shù) 手 冊 （ IETM -Interactive Electronic Technical Manual） 的結(jié)合進(jìn)行了初步探索。 當(dāng)前工程機(jī)械產(chǎn)品更新迭代速度快、 定制化程度高， 變品種、 小批量的特點(diǎn)明顯， 提供精準(zhǔn)的售后維修技術(shù)信息對售后服務(wù)具有重要意義， 對提高企業(yè)的利潤有直接的影響。 因此， 提供一種面向工程機(jī)械產(chǎn)品的技術(shù)文檔結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法并進(jìn)行應(yīng)用是解決上述問題的有效手段。

2 數(shù)字化手冊結(jié)構(gòu)化分析

（1） 元素

工程機(jī)械產(chǎn)品數(shù)字化手冊中包含的信息元素主要為技術(shù)插圖、 三維模型及動畫、 參數(shù)、 文本包括段落與表格。 其中， 技術(shù)插圖作為重要的售后技術(shù)指導(dǎo)信息， 在手冊中出現(xiàn)頻率高。 隨著數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展， 三維模型作為一種特殊的信息，與用戶的交互效果好， 指導(dǎo)性高。 因此在數(shù)字化手冊結(jié)構(gòu)化制作時， 必須考慮模型組合展示方法。

（2） 模塊

數(shù)字化手冊中的詳細(xì)內(nèi)容描述通常以業(yè)務(wù)場景進(jìn)行模塊區(qū)分， 具體包括以下模塊：

圖解零部件——提供組成產(chǎn)品的零部件列表及三維圖解；

操作——對產(chǎn)品進(jìn)行操作使用的必要信息；

拆裝——對產(chǎn)品進(jìn)行拆卸或安裝的程序；

保養(yǎng)計劃——描述產(chǎn)品的維修計劃信息， 如保養(yǎng)周期表；

故障排除——描述產(chǎn)品的故障現(xiàn)象、 分析及解決方法；

原理——對產(chǎn)品的控制或系統(tǒng)運(yùn)行以圖形的方式進(jìn)行說明；

參數(shù)表——對產(chǎn)品的性能相關(guān)參數(shù)合集以表格的方式說明；

描述——描述產(chǎn)品的構(gòu)造、 功能和用途。

每一種模塊的內(nèi)容都具有嚴(yán)格的描述規(guī)則，如拆裝模塊包括拆裝前準(zhǔn)備、 拆裝步驟、 收尾工作。 故障排除模塊包括故障現(xiàn)象、 原因分析、 調(diào)試運(yùn)行。 這些模塊同產(chǎn)品的各系統(tǒng)、 零部件有直接的對應(yīng)關(guān)系， 如起重臂→副臂→安裝、 總成→操縱室→座椅操作等。

3 結(jié)構(gòu)化模型建立

（1） 服務(wù)物料清單（Service Bill Of Material）

SBOM 在機(jī)械產(chǎn)品全生命周期管理中有著廣泛應(yīng)用， SBOM 是企業(yè)精準(zhǔn)服務(wù)的重要基礎(chǔ)技術(shù)數(shù)據(jù)。 SBOM 主要由結(jié)構(gòu)、 時間兩個維度子集構(gòu)成。

其中結(jié)構(gòu)信息主要包括SBOM 中產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)組成， 結(jié)構(gòu)相關(guān)內(nèi)容包括：

a1——零部件的上下級關(guān)系；

a2——面向服務(wù)的屬性， 如維修周期；

a3——幾何要素， 如模型圖解。

SBOM 同產(chǎn)品全生命周期對應(yīng)， 按設(shè)計、生產(chǎn)、 交付三個階段分為：

St1——型號SBOM；

St2——訂單SBOM；

St3——實(shí)例SBOM。

SBOM 按結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)在不同的產(chǎn)品生命周期階段表達(dá)為：

（2） 模塊化設(shè)計

為便于在數(shù)據(jù)庫中更好地管理模塊， 需要為模塊設(shè)置相關(guān)屬性， 主要包括：

（1）探區(qū)優(yōu)選。目標(biāo)區(qū)選擇遵循三條原則，即對區(qū)域?qū)有虻貙印⒊练e體系和儲層分布規(guī)律認(rèn)識清楚；油藏基本達(dá)到含油疊合連片；具有一定的儲量規(guī)模能夠取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。為準(zhǔn)確選區(qū)，需要開展精細(xì)層序地層及沉積體系研究、砂體分布規(guī)律研究、油氣成藏條件評價、有利含油區(qū)塊對比與選擇4方面的研究工作，在此基礎(chǔ)上最終確定精細(xì)勘探有利區(qū)塊。

編碼——包含規(guī)則的惟一標(biāo)識；

名稱——關(guān)鍵詞描述；

狀態(tài)——模塊所處的狀況， 如正在工作， 已發(fā)布等；

創(chuàng)建者——創(chuàng)建賬號；

關(guān)聯(lián)物料——對應(yīng)的系統(tǒng)或零部件；

引用情況——與其他模塊關(guān)聯(lián)的情況。

模塊的屬性信息表達(dá)為：

模型的技術(shù)內(nèi)容信息由相關(guān)元素按特定規(guī)則組合形成， 并進(jìn)行樣式定義。 基于規(guī)則的內(nèi)容組合表達(dá)為：

數(shù)字化手冊各模塊由文本、 圖片、 模型等一種或多種元素組合形成。 而所描述的對象可分為總成、 系統(tǒng)、 分系統(tǒng)、 部件、 零件。 以SBOM 為架構(gòu)， 通過模塊的關(guān)聯(lián)物料屬性將模塊鏈接到SBOM 中的相關(guān)節(jié)點(diǎn)， 形成交叉鏈接的立體模型。

定義模塊的對應(yīng)物料屬性為S2， 則某型號產(chǎn)品設(shè)計階段的手冊結(jié)構(gòu)化定義為：

某臺產(chǎn)品交付階段的手冊結(jié)構(gòu)化定義為：

數(shù)字化手冊結(jié)構(gòu)化立體模型關(guān)聯(lián)關(guān)系如圖1所示：

圖1 文檔結(jié)構(gòu)化內(nèi)部關(guān)系圖

（4） 關(guān)鍵技術(shù)特征解析

1） 文檔與格式分離

傳統(tǒng)的文檔制作很大的工作量是排版， 大大影響了工作效率。 通過技術(shù)文檔結(jié)構(gòu)化將元素、模塊進(jìn)行格式封裝， 形成統(tǒng)一規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)化模板。 在調(diào)用元素進(jìn)行模塊制作時， 形成標(biāo)準(zhǔn)化排版布局。 對Word 進(jìn)行二次開發(fā)， 建立工具按鈕， 封裝格式， 并建立與數(shù)據(jù)庫的聯(lián)系。 將樣式制作與內(nèi)容分離， 工程師可以專注于技術(shù)術(shù)語建設(shè)和內(nèi)容創(chuàng)作。

2） 信息關(guān)聯(lián)

數(shù)字化手冊包含大量的技術(shù)內(nèi)容， 其中面向不同業(yè)務(wù)場景如使用、 維修時需要生成單獨(dú)的文檔如使用手冊或維修手冊。 而排除故障時又需要拆裝信息。 因此模塊與模塊、模塊與系統(tǒng)之間需要信息交互。 實(shí)現(xiàn)此種交叉鏈接的主要方式是通過模塊的編碼屬性。編碼通常分為兩部分內(nèi)容： 歸屬系統(tǒng)信息（如液壓系統(tǒng)為01、 電氣系統(tǒng)為02） 和模塊類型信息 （如原理類為01、 拆裝類為02）。通過此編號可提供面向某一系統(tǒng)的全部技術(shù)信息或面向某一業(yè)務(wù)的所有物料的技術(shù)信息。模塊與模塊之間的關(guān)聯(lián)通過模塊的引用情況屬性實(shí)現(xiàn)。 建立引用時需要注明目標(biāo)模塊編碼。 模塊中元素與元素的關(guān)聯(lián)通過元素的標(biāo)簽鏈接實(shí)現(xiàn)。

3） 多語言輸出

通過梳理產(chǎn)品手冊中出現(xiàn)的詞匯， 總結(jié)為專業(yè)技術(shù)術(shù)語、 常用詞匯和編寫規(guī)則。 根據(jù)術(shù)語在翻譯系統(tǒng)形成對應(yīng)多語言詞庫。 在進(jìn)行模塊內(nèi)容設(shè)計時， 編寫規(guī)則形成標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行干預(yù)。 在模塊完成時， 輸出中性文件， 導(dǎo)入翻譯系統(tǒng)， 實(shí)現(xiàn)自動翻譯。 翻譯完成后人工介入進(jìn)行校對， 最終實(shí)現(xiàn)多語言發(fā)布。 通過基于結(jié)構(gòu)化制作的多語言設(shè)計， 提高翻譯效率及內(nèi)容可讀性， 使篇幅大量減少， 顯著降低翻譯成本。

4） 快速變更

設(shè)計改進(jìn)引發(fā)的手冊信息內(nèi)容更新在影響范圍中有嚴(yán)格的要求， 更新的內(nèi)容需要與產(chǎn)品實(shí)物更新關(guān)聯(lián)。 由于數(shù)字化手冊已經(jīng)與SBOM 關(guān)聯(lián)，而SBOM 又具備實(shí)例化的特點(diǎn)， 通過型號→訂單→臺車實(shí)例的邏輯關(guān)系得到變更模塊影響到的相關(guān)產(chǎn)品。 因此按結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法可以快速實(shí)現(xiàn)模塊的變更數(shù)據(jù)傳遞， 支持文檔內(nèi)容的快速更新和發(fā)布。

4 應(yīng)用

數(shù)字化手冊結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù)流程包含以下內(nèi)容：

1） 產(chǎn)品設(shè)計完成， 開始手冊結(jié)構(gòu)化設(shè)計任務(wù)；

2） 調(diào)用元素庫， 進(jìn)行模型、 BOM、 文本、圖片等元素設(shè)計；

3） 調(diào)用模塊庫， 進(jìn)行模塊設(shè)計及元素實(shí)例化；

4） 通過樣式庫， 選擇發(fā)布形式， 組合形成完整文檔；

5） 通過審簽流程發(fā)放。

發(fā)布后， 用戶可以基于網(wǎng)頁從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹查詢相關(guān)物料技術(shù)信息， 同時可以根據(jù)信息類型查詢所有物料的技術(shù)信息。 如圖2 所示。

圖2 數(shù)字化手冊展示示意圖

5 結(jié)論

本文提出一種面向工程機(jī)械服務(wù)的技術(shù)文檔結(jié)構(gòu)化制作方法， 用于快速精準(zhǔn)構(gòu)建數(shù)字化手冊。 與傳統(tǒng)的產(chǎn)品服務(wù)技術(shù)文檔構(gòu)建相比， 建立了手冊中各種信息的鏈接與交互， 建立了統(tǒng)一的公共源數(shù)據(jù)庫， 提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。 同時以服務(wù)的角度組合信息形成指定業(yè)務(wù)手冊， 提高了服務(wù)工程師的工作效率及客戶滿意度， 為企業(yè)利潤提供增長點(diǎn)。 未來將進(jìn)一步擴(kuò)展與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)及遠(yuǎn)程故障診斷結(jié)合， 增強(qiáng)人機(jī)信息交互能力， 支撐輔助維修信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)， 促進(jìn)企業(yè)形成智能服務(wù)的運(yùn)維體系。