研發(fā)主題知識庫系統(tǒng)開發(fā)與實施

張愉

研發(fā)主題知識庫系統(tǒng)開發(fā)與實施

張愉

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

研發(fā)設(shè)計過程中形成的組織記憶力、知識資源的管理手段落后，及時性、共享性、唯一性、易用性難以保障，知識的價值未能得到充分地發(fā)揮和應(yīng)用等問題。研發(fā)主體知識庫的開發(fā)能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享、重用及快速查詢，有效地增強數(shù)據(jù)的管理。

檢查表；斷面

引言

隨著汽車行業(yè)競爭越來越激烈，汽車產(chǎn)品的開發(fā)周期要求越來越短，對市場機遇的捕捉也越來越緊迫；在不斷增加的市場壓力下，各個汽車企業(yè)都在逐漸重視技術(shù)積累，加強技術(shù)數(shù)據(jù)的管理、共享和分析，通過對競品數(shù)據(jù)和自有產(chǎn)品數(shù)據(jù)資料的管理，建立企業(yè)的數(shù)據(jù)共享平臺成為行業(yè)通用的解決方案。在激烈的行業(yè)環(huán)境中生存、發(fā)展，需要注重數(shù)據(jù)積累和數(shù)據(jù)價值挖掘，提升技術(shù)研發(fā)水平；而技術(shù)水平的提升也應(yīng)伴隨著管理的提升，管理創(chuàng)新，積極推進基于信息化的現(xiàn)代化管理系統(tǒng)，不斷超越學(xué)習(xí)標(biāo)桿；大力建設(shè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫，通過數(shù)據(jù)的積累和數(shù)據(jù)分析支撐經(jīng)營決策、研發(fā)決策，為研發(fā)過程提供數(shù)據(jù)支撐，實現(xiàn)高效研發(fā)。隨著數(shù)據(jù)分析工作的不斷深入，對于數(shù)據(jù)本身價值和關(guān)聯(lián)價值的分析研究工作出現(xiàn)一定程度的限制，缺少一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)共享平臺的數(shù)據(jù)支撐。目前大多數(shù)主題知識均是用Word文檔或是Excel文檔進行管理，既沒有規(guī)范的模板，又不方便進行查找及管理。此問題已成為迫在眉睫的問題，典型斷面庫、檢查表庫的管理需進行解決。

1 各研發(fā)知識庫系統(tǒng)概述

研發(fā)設(shè)計過程中形成的組織記憶力、知識資源的管理手段落后，及時性、共享性、唯一性、易用性難以保障，知識的價值未能得到充分地發(fā)揮和應(yīng)用等問題[1]。因此逐步進行了設(shè)計檢查表庫、典型斷面庫的開發(fā)與實施。

（1）設(shè)計檢查表庫：內(nèi)嵌產(chǎn)品全生命周期管理系統(tǒng)，通過將不同階段的檢查結(jié)果與零部件、圖紙狀態(tài)提升相綁定，實現(xiàn)流程化的檢查。通過檢查軟件信息化，將可做可不做的檢查變?yōu)楸刈?，保證了檢查效果。同時，通過設(shè)計問題與檢查記錄的反查，可以實現(xiàn)設(shè)計檢查數(shù)據(jù)的持續(xù)積累。

（2）典型斷面庫：建立典型斷面庫系統(tǒng)，通過實現(xiàn)車型典型斷面庫的管理與應(yīng)用以及斷面知識的傳承和積累，最終達(dá)到提升設(shè)計效率的目的。系統(tǒng)主要包括斷面數(shù)據(jù)錄入、分類查詢、分類比較、圖形顯示、參數(shù)查詢以及CAD集成調(diào)用等功能。斷面庫的標(biāo)準(zhǔn)定義由用戶完成。

2 實施方案

2.1 設(shè)計檢查表庫

根據(jù)業(yè)務(wù)及系統(tǒng)管控機制建立檢查表庫，實現(xiàn)檢查表模板管理、檢查表實例數(shù)據(jù)管理、檢查表狀態(tài)管理、檢查表審批與發(fā)放流程管理、檢查表電子簽名、檢查表數(shù)據(jù)導(dǎo)出、檢查表權(quán)限管理等功能。

檢查表的更新以各類與設(shè)計有關(guān)的市場問題、制造問題、驗證問題或最新的設(shè)計資料、標(biāo)準(zhǔn)要求、設(shè)計關(guān)注點等為主要依據(jù)，以動態(tài)更新和定期更新相結(jié)合的方式進行。

2.2 檢查表編制要求

在設(shè)計檢查項目的建立過程中，遵循“唯一性、簡潔性和可執(zhí)行性”的總體原則，唯一性是指檢查表中所列項目必須是范圍很小的、具體單一的問題，而不是一個問題包含幾個小問題。可執(zhí)行性是指檢查表中所列項目必須是可執(zhí)行的，可以用“通過”“不通過”或“不適用”來回答，而不是一段說明資料。重點關(guān)注易出問題點與已發(fā)生過的問題點，提煉后列入檢查項。依據(jù)或目標(biāo)值可直接引用已發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)?？膳鋱D進行輔助說明。檢查表中所列項目，不僅關(guān)注設(shè)計中know-what，更要關(guān)注設(shè)計背后的know-how。

2.3 檢查表內(nèi)容

每個檢查表都包含八大方面，以具體工程技術(shù)方面為主進行列項，包含對設(shè)計功能的要求、可靠性的要求、系統(tǒng)子系統(tǒng)與零部件的關(guān)系、計算機仿真分析和臺架試驗結(jié)果、設(shè)計失效模式分析（DFMEA）、對可制造和裝配工藝性的分析、試驗設(shè)計與匹配的變差分析、與標(biāo)桿的差異性分析。

（1）對設(shè)計功能的要求：將來自用戶的需求、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)的需求、使用環(huán)境的需求及項目策劃的方案，轉(zhuǎn)化為具體的設(shè)計特性。

（2）可靠性的要求：對可靠性進行設(shè)計，關(guān)注是否設(shè)立了可靠性目標(biāo)，可靠性目標(biāo)的合理性、驗證方法、驗證條件。可靠性目標(biāo)可來自競品、質(zhì)量目標(biāo)或顧客期望的可維修性。

（3）系統(tǒng)、子系統(tǒng)與零部件的關(guān)系：對同級相關(guān)接口界面進行要求，同時關(guān)注零部件、子系統(tǒng)在系統(tǒng)中的作用與要求：子系統(tǒng)內(nèi)組件關(guān)系識別是否齊全；子系統(tǒng)相關(guān)外部組件關(guān)系識別是否齊全；零部件與系統(tǒng)、零部件與零部件等相互關(guān)系表達(dá)是否準(zhǔn)確；子系統(tǒng)、零部件的功能是否能實現(xiàn)系統(tǒng)的要求。

（4）計算機仿真分析和臺架試驗結(jié)果：重點檢查通過虛擬技術(shù)或試驗對設(shè)計要求達(dá)成情況的驗證[2]。是否進行了結(jié)構(gòu)強度分析并符合要求，是否進行了剛度分析并符合要求，是否進行了模態(tài)分析并符合要求。

（5）對可制造和裝配工藝性的分析：可制造及裝配工藝性分析是一種同步技術(shù)過程，用來優(yōu)化設(shè)計功能、可制造性和易于裝配之間的關(guān)系。它包括可制造性與可裝配性兩個方面，可從以下幾方面來進行考慮：設(shè)計、概念、功能或制造對變差的敏感性、制造裝配過程、尺寸公差、性能要求、部件數(shù)、過程調(diào)整、材料搬運。

（6）試驗設(shè)計與匹配的變差分析：裝配時產(chǎn)生的變差分析是一種模擬裝配過程并檢查公差積累、統(tǒng)計參數(shù)、敏感性的調(diào)查分析技術(shù)。

（7）過盈匹配系統(tǒng)的各尺寸的變差分析（安全過盈量要求）。

（8）與標(biāo)桿的差異性分析：結(jié)構(gòu)差異性對標(biāo)分析是否齊全；材料（材質(zhì)、金相、表面處理）差異性對標(biāo)分析是否全面；焊接工藝（焊點分布、幾層板、厚度、焊接強度、焊接結(jié)構(gòu)等）的對標(biāo)分析是否齊全；裝配工藝（裝配順序、裝配空間、裝配工具要求及工時等）的對標(biāo)分析是否齊全；密封結(jié)構(gòu)（密封材料、斷面分析、密封尺寸鏈）的對標(biāo)分析是否齊全；流場分析（氣流、水流、電泳液、地面飛濺物防護等）是否全面；數(shù)模與標(biāo)桿件的對比檢測是否完全；潤滑介質(zhì)（油質(zhì)、耐溫性能、用量）對標(biāo)分析是否齊全。

圖1 業(yè)務(wù)場景

3 典型斷面庫

系統(tǒng)不僅具備斷面數(shù)據(jù)錄入、分類查詢、比較等功能，還能實現(xiàn)圖形顯示、參數(shù)查詢以及集成調(diào)用開發(fā)能功能，該系統(tǒng)能完成所有車型的典型斷面庫的管理與應(yīng)用，實現(xiàn)斷面知識的傳承和積累，提升設(shè)計效率。主要包括以下幾方面：

（1）車型大類管理：提供對產(chǎn)品大類、車型的分類管理以及對斷面分布圖和斷面目錄的編輯功能，用戶可以根據(jù)斷面分布圖的縮略圖來選擇需要查看的具體斷面分布圖。

（2）編輯斷面分布：利用TYCAD對斷面分布圖進行編輯，編輯完成后可以對斷面序號進行快速驅(qū)動。斷面分布圖的編制由指定的管理員統(tǒng)一完成。

（3）斷面詳細(xì)信息管理：管理員可以對斷面詳細(xì)信息進行編輯。

（4）關(guān)聯(lián)文檔管理：根據(jù)所的車型，在關(guān)聯(lián)文檔里自動顯示該斷面編碼和關(guān)聯(lián)的文檔列表，可以對文檔列表進行移除、添加、刪除等操作，普通用戶可以進行預(yù)覽、下載、打開等操作。

（5）斷面比較功能：可以使用打開斷面比較窗口，可以進行斷面參數(shù)和斷面形狀比較。

（6）與CATIA集成：可以在CATIA軟件中直接調(diào)用斷面數(shù)據(jù)。

（7）歷史數(shù)據(jù)導(dǎo)入：提供導(dǎo)入工具，將現(xiàn)有Excel文件中斷面數(shù)據(jù)導(dǎo)入到典型斷面庫中。只導(dǎo)入文本數(shù)據(jù)，對圖片數(shù)據(jù)不支持導(dǎo)入[3]。

圖2 斷面庫：斷面比較圖

4 數(shù)據(jù)庫創(chuàng)新點

4.1 填補空白

該項目根據(jù)用戶實際需求的提出，定制開發(fā)與實施，全面應(yīng)用，結(jié)合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進行定制化開發(fā)，系統(tǒng)具有獨創(chuàng)性，并形成了研發(fā)主題知識庫管理平臺。

4.2 技術(shù)創(chuàng)新

技術(shù)上也進行了創(chuàng)新，研發(fā)主題知識庫是通過長期的知識積累及用戶的相關(guān)需求進行協(xié)同開發(fā)定制的，是一款具有自主特色的主題數(shù)據(jù)庫。

4.3 方法創(chuàng)新

方法上的創(chuàng)新，建立研發(fā)主題知識庫，提升研發(fā)知識快速檢查、應(yīng)用效率，深化知識的積累及資源的共享，構(gòu)建組織記憶力，提升了工作效率、為設(shè)計評審提供依據(jù)；減少了重復(fù)犯錯，提升了研發(fā)整體水平和質(zhì)量，實現(xiàn)了設(shè)計方法的創(chuàng)新。

圖3 檢查表庫

圖4 檢查表庫

5 總結(jié)

通過研發(fā)主題知識庫項目的實施，效果如下：設(shè)計檢查表庫項目的實施，實現(xiàn)了檢查表知識的全員共享、重用及快速查詢，為設(shè)計評審提供依據(jù)。典型斷面庫項目的實施，有效增強了斷面數(shù)據(jù)的管理。目前已完成轎車60余個斷面的錄入，用戶可以方便地進行斷面資料的查找，斷面與相關(guān)數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)，并可以快速進行斷面比較，有效設(shè)計人員的工作效率；通過系統(tǒng)流程控制，保證檢查過程的規(guī)范性，便于實時了解和監(jiān)督檢查情況，及時給予風(fēng)險預(yù)警。在產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計、測試、制造過程中累積知識、信息、數(shù)據(jù)和經(jīng)驗教訓(xùn)，不斷完善檢查項、檢查表庫，提高研發(fā)設(shè)計質(zhì)量。通過本項目的實施，實現(xiàn)產(chǎn)品研發(fā)過程精細(xì)化和可執(zhí)行化管理的有效工具。

[1] 楊磊,范習(xí)民,錢多德,等.發(fā)動機研發(fā)競品數(shù)據(jù)庫框架搭建[J].機械工程師,2015(12):168-171.

[2] 馮玉明,高世萍,徐躍,等.面向整車研發(fā)的電磁兼容數(shù)據(jù)庫建設(shè)[J].安全與電磁兼容,2020(03):76-81.

[3] 左輝榮,越野摩托車基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫與設(shè)計仿真平臺研發(fā)[Z].重慶市,中國嘉陵工業(yè)股份有限公司,2011-12-20.

R&D Thematic Knowledge Base System Development and Implementation

ZHANG Yu

( Anhui Jianghuai Automobile Group Co., Ltd., Anhui Hefei 230601 )

The management methods of organizational memory and knowledge resources formed in the process of R & D and design are backward, timeliness, sharing, uniqueness, and ease of use are difficult to guarantee, and the value of knowledge has not been sufficient.

Check list; Section

C931.9

A

1671-7988(2021)20-225-03

C931.9

A

1671-7988(2021)20-225-03

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.020.059

張愉，就職于安徽江淮汽車集團股份有限公司。