基于轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品可視化數(shù)據(jù)平臺(tái)的研究及實(shí)踐

黃雨萌 余 超 陳玉龍 易白枚 方春霞 王 莎

（公牛集團(tuán)股份有限公司 慈溪 315314）

前言

產(chǎn)品平臺(tái)的概念早在20 世紀(jì)初亨利采用流水線(xiàn)的方式大批量制造汽車(chē)時(shí)就已出現(xiàn)。而后歷經(jīng)發(fā)展，其理念也在不斷完善。到了當(dāng)下，隨著“工業(yè)4.0”推動(dòng)中國(guó)制造向中國(guó)創(chuàng)造轉(zhuǎn)型，產(chǎn)品平臺(tái)在實(shí)際應(yīng)用中取得的成功也逐步引起關(guān)注。

作為“插座行業(yè)的專(zhuān)家與領(lǐng)導(dǎo)者”，我司在產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)的過(guò)程中，也是較早地融入了產(chǎn)品平臺(tái)化的設(shè)計(jì)理念，但由于某些原因，此前轉(zhuǎn)換器事業(yè)部并未對(duì)產(chǎn)品平臺(tái)做可視化或量化的呈現(xiàn)。因此，本論文旨在通過(guò)對(duì)產(chǎn)品平臺(tái)理念及形式的研究，結(jié)合轉(zhuǎn)換器事業(yè)部的具體情況，運(yùn)用模塊化、系列化等標(biāo)準(zhǔn)化方法，搭建適用于我部的產(chǎn)品平臺(tái)形式，并加以應(yīng)用推廣。

1 產(chǎn)品平臺(tái)概念及分析

1.1 產(chǎn)品平臺(tái)

Meyer 和Utterback 在1993年的文章《產(chǎn)品族與核心能力》中認(rèn)為產(chǎn)品平臺(tái)是一組產(chǎn)品共享的設(shè)計(jì)與零部件集合【1】。到了現(xiàn)代，產(chǎn)品平臺(tái)(Platform)的概念衍生為一組可供不同產(chǎn)品共享的設(shè)計(jì)和制造過(guò)程的共用資源。

可見(jiàn)無(wú)論經(jīng)過(guò)怎樣的演變，產(chǎn)品平臺(tái)的核心都是“共用的資源”，也就是系列化、模塊化與設(shè)計(jì)復(fù)用。而產(chǎn)品平臺(tái)規(guī)劃和建設(shè)的關(guān)鍵之一是基于共用基礎(chǔ)模塊的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。

1.2 共用基礎(chǔ)模塊

公用基礎(chǔ)模塊即CBB（Common Building Block），是指可以在不同產(chǎn)品、系統(tǒng)之間共用的零部件、模塊、技術(shù)及其他相關(guān)的設(shè)計(jì)成果[2]。

根據(jù)對(duì)零部件通用化的相關(guān)管理，插頭插座、轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品中常見(jiàn)的CBB 模塊共有19 類(lèi)，其中以插座模塊、插頭線(xiàn)組件、保護(hù)門(mén)等較為典型，見(jiàn)圖1。

圖1 插座中常見(jiàn)的CBB 模塊

1.3 產(chǎn)品系列

產(chǎn)品平臺(tái)向下展開(kāi)是以CBB 為基礎(chǔ)的零部件，而向上延展則是通過(guò)產(chǎn)品系列。我們常說(shuō)的產(chǎn)品系列一般是指產(chǎn)品族，是以產(chǎn)品平臺(tái)為基礎(chǔ)，通過(guò)添加不同的個(gè)性模塊，以滿(mǎn)足不同客戶(hù)個(gè)性化需求的一組相關(guān)產(chǎn)品[3]。

根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)及功能，我們可以將轉(zhuǎn)換器的所有產(chǎn)品劃分為5 大類(lèi)、39 小類(lèi)產(chǎn)品系列，見(jiàn)圖2。

圖2 轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品系列

2 產(chǎn)品平臺(tái)規(guī)劃應(yīng)用

基于對(duì)第2 章內(nèi)容的理論研究以及查閱了國(guó)內(nèi)外大量文獻(xiàn)，參考產(chǎn)品圖譜及相關(guān)模型，我們開(kāi)展了轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品平臺(tái)的搭建工作，主要可以分為3 部分。

2.1 CBB 信息庫(kù)建立

產(chǎn)品平臺(tái)最基礎(chǔ)最關(guān)鍵的部分之一是產(chǎn)品的組件及零件。所以搭建產(chǎn)品平臺(tái)最首要的工作是要有一個(gè)完整的、包含全品類(lèi)產(chǎn)品組成的信息庫(kù)。因此，我們?cè)诮Y(jié)合轉(zhuǎn)換器智慧設(shè)計(jì)、三化研究等項(xiàng)目成果的基礎(chǔ)上，重新設(shè)計(jì)匹配可以真正用于產(chǎn)品平臺(tái)建設(shè)的完整零部件信息庫(kù)，其主要以產(chǎn)品的組成零部件為基礎(chǔ)，見(jiàn)圖3。

圖3 CBB 信息庫(kù)組成要素

圖4 產(chǎn)品地圖

2.2 產(chǎn)品平臺(tái)搭建

產(chǎn)品平臺(tái)戰(zhàn)略包含單平臺(tái)戰(zhàn)略、多平臺(tái)戰(zhàn)略和模塊化戰(zhàn)略。由于單平臺(tái)戰(zhàn)略的特點(diǎn)是平臺(tái)上的通用組件必須由所有產(chǎn)品共享，并不適用于我們產(chǎn)品較多且分布較廣的情況，因此我們選擇以多平臺(tái)戰(zhàn)略和模塊化戰(zhàn)略為主，前者的特點(diǎn)是通用組件可以不在一個(gè)產(chǎn)品系列中的所有產(chǎn)品中共享，而是僅在該產(chǎn)品的部分產(chǎn)品中使用。而模塊化特點(diǎn)則是可以通過(guò)添加、替換或刪除完整的模塊以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的多樣化。

根據(jù)已搭建完成的CBB 信息庫(kù)中的數(shù)據(jù)，在同系列產(chǎn)品中進(jìn)行組合篩選，將共通性強(qiáng)的零部件組合，最終從280 余款產(chǎn)品中劃分出70 余個(gè)產(chǎn)品平臺(tái)。

2.3 產(chǎn)品平臺(tái)分解

在劃分出產(chǎn)品平臺(tái)后，為描述產(chǎn)品平臺(tái)的基本結(jié)構(gòu)，清晰展示產(chǎn)品有哪些模塊、功能或系統(tǒng)組成層級(jí)、從屬關(guān)系，參考兄弟單位和當(dāng)前行業(yè)已有的平臺(tái)分解圖，我們將產(chǎn)品平臺(tái)分解為產(chǎn)品層、系列層、平臺(tái)層、組件層、零件層、功能層、性能層和技術(shù)層共8 個(gè)層次：

1）產(chǎn)品層：為展示每個(gè)產(chǎn)品平臺(tái)所應(yīng)用到的產(chǎn)品而設(shè)置的層級(jí)；

2）系列層：為展示每個(gè)產(chǎn)品平臺(tái)所應(yīng)用到的產(chǎn)品系列（產(chǎn)品族）而設(shè)置的層級(jí)；

3）平臺(tái)層：描述單個(gè)產(chǎn)品平臺(tái)的層級(jí)；

4）組件層：為展示該產(chǎn)品平臺(tái)共用組件的層級(jí)，可分解為一層及一層以上；

5）零件層：將組成產(chǎn)品的模塊分解至最小單元并展示的層級(jí)；

6）功能層：為描述各零部件實(shí)現(xiàn)的功能的層級(jí)；

7）性能層：描述為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能或插拔手感等所必備的性能的層級(jí)；

8）技術(shù)層：描述為達(dá)到產(chǎn)品性能所需的技術(shù)的層級(jí)。

根據(jù)2.1、2.2 的搭建的信息繪制產(chǎn)品平臺(tái)分解圖如圖5 所示。產(chǎn)品平臺(tái)分解圖可以系統(tǒng)且清晰的對(duì)每個(gè)平臺(tái)的組成關(guān)系、功能及技術(shù)要素進(jìn)行描述，完整地展現(xiàn)產(chǎn)品型號(hào)、系列、平臺(tái)、零部件及其架構(gòu)。

圖5 產(chǎn)品平臺(tái)分解圖

2.4 產(chǎn)品地圖制作

如果說(shuō)產(chǎn)品平臺(tái)可以幫助我們對(duì)產(chǎn)品做縱向的結(jié)構(gòu)分析，那么橫向的產(chǎn)品體系分析則要依賴(lài)于產(chǎn)品地圖。

產(chǎn)品地圖是基于對(duì)一特性形成的包含功能和服務(wù)的一系列要素的集合。制作產(chǎn)品地圖可分為要素裂解、特性對(duì)應(yīng)、方案篩選、形成地圖4 個(gè)步驟。結(jié)合轉(zhuǎn)換器當(dāng)前需求，我們主要從功能角度對(duì)產(chǎn)品體系進(jìn)行分析。將產(chǎn)品按功能一一拆解，提煉其特征特性，遵循同一性和簡(jiǎn)潔性的原則，繪制成如圖4 所示的產(chǎn)品地圖。

擁有一份根據(jù)功能繪制的產(chǎn)品地圖后，我們可以很明確地看出，哪些功能是我們的產(chǎn)品相對(duì)缺失的，哪些產(chǎn)品是我們可以做但一直沒(méi)有做的，或者哪些產(chǎn)品擁有發(fā)展?jié)摿η议_(kāi)發(fā)難度低等等。這將為后續(xù)的產(chǎn)品策劃及開(kāi)發(fā)提供助力，降低難度，提升效率。

3 可視化數(shù)據(jù)平臺(tái)

在當(dāng)今數(shù)據(jù)大爆炸的時(shí)代，數(shù)據(jù)可視化是比較實(shí)用且重要的工具，為更加便捷的進(jìn)行產(chǎn)品平臺(tái)相關(guān)數(shù)據(jù)的管理，我們研究并學(xué)習(xí)了可視化數(shù)據(jù)的知識(shí)并將其運(yùn)用到平臺(tái)管理中。從第3 章可以看出，CBB 信息庫(kù)的搭建滿(mǎn)足了對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、零部件種類(lèi)的可視化需求；產(chǎn)品平臺(tái)的設(shè)計(jì)及分解滿(mǎn)足了對(duì)層級(jí)、功能及技術(shù)描述的需求，產(chǎn)品地圖滿(mǎn)足了對(duì)產(chǎn)品功能分布的可視化需求。以此為主體，我們搭建了全新的產(chǎn)品可視化數(shù)據(jù)平臺(tái)。

產(chǎn)品可視化數(shù)據(jù)平臺(tái)主要包括產(chǎn)品平臺(tái)關(guān)系圖、產(chǎn)品地圖、產(chǎn)品平臺(tái)分解圖、平臺(tái)及零部件明細(xì)表四部分。通過(guò)運(yùn)用Excel、Visio 等軟件，將其更直觀(guān)、明確的展示并形成易更新、易管理、易使用的數(shù)據(jù)平臺(tái)。我們預(yù)期：

1）更快捷高效地管理產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)：數(shù)據(jù)平臺(tái)使產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)（零部件通用率）更加直觀(guān)易查，從而加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)化管理部門(mén)對(duì)新品標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)管理控制的數(shù)據(jù)支撐；

2）新品開(kāi)發(fā)過(guò)程中提升產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)：在新品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)中，設(shè)計(jì)工程師可利用數(shù)據(jù)庫(kù)篩選相似零部件進(jìn)行選型優(yōu)化，以避免相似零件過(guò)多造成的管理困難，快速提高零部件通用化率；

3）更加便捷地進(jìn)行零部件整合優(yōu)化：通過(guò)數(shù)據(jù)平臺(tái)，結(jié)合零部件使用次數(shù)、產(chǎn)品借用率、相關(guān)的國(guó)標(biāo)、行標(biāo)、團(tuán)標(biāo)及企標(biāo)要求，可以更加方便快捷的進(jìn)行零部件整合及優(yōu)化；

4）為產(chǎn)品策劃開(kāi)發(fā)提供新思路：通過(guò)產(chǎn)品地圖可以快速直觀(guān)的找出產(chǎn)品分布空白地帶，從而更加簡(jiǎn)捷地提出研發(fā)新方向。

4 總結(jié)及展望

本論文中，我們運(yùn)用模塊化、系列化的知識(shí)，通過(guò)對(duì)產(chǎn)品平臺(tái)化設(shè)計(jì)的研究，將轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品平臺(tái)系統(tǒng)的呈現(xiàn)出來(lái)。在縱向分析方面，設(shè)計(jì)了完整且系統(tǒng)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)層次架構(gòu)圖，橫向?qū)Ρ确矫?，設(shè)計(jì)了功能分布明確的產(chǎn)品地圖。兩相結(jié)合，為后續(xù)的產(chǎn)品策劃開(kāi)發(fā)提供了有力依據(jù)和數(shù)據(jù)參考。除此之外，通過(guò)對(duì)產(chǎn)品可視化數(shù)據(jù)平臺(tái)的應(yīng)用，以期達(dá)到提升開(kāi)發(fā)效率和降低開(kāi)發(fā)成本的目的。

在完成上述設(shè)計(jì)分析的同時(shí)，我們也將完善產(chǎn)品平臺(tái)及CBB 的管理制度，運(yùn)用PDCA 的手段管理產(chǎn)品平臺(tái)，真正做到其更新有序、支撐有據(jù)。在未來(lái)，我們將打造產(chǎn)品平臺(tái)手冊(cè)，持續(xù)更新，以便于轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品研發(fā)的設(shè)計(jì)工程師參考使用，做到知識(shí)的可持續(xù)發(fā)展。