轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品“三化”設(shè)計(jì)工作實(shí)踐研究總結(jié)

王怡心 余 超 羊露瑤 李 嬋 葉淵璐 沈淑麗

（公牛集團(tuán)有限公司 慈溪 315314）

前言

隨著消費(fèi)市場(chǎng)的不斷細(xì)分和擴(kuò)大，為迎合客戶(hù)多元化需求，產(chǎn)品除滿(mǎn)足基礎(chǔ)功能需求外，還需為客戶(hù)提供更多的“驚喜”需求，因此產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜化，產(chǎn)品的品類(lèi)更加多樣化。為了產(chǎn)品快速上市，搶占先機(jī)，就要求產(chǎn)品縮短研發(fā)周期、降低制造成本并保證質(zhì)量可靠。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)需要科學(xué)且有效的管理，那么“三化”工作便是其中的關(guān)鍵一環(huán)。

那么什么是產(chǎn)品“三化”設(shè)計(jì)？產(chǎn)品“三化”通常是指通用化、系列化和模塊化。產(chǎn)品“三化”設(shè)計(jì)是指工程師設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)需遵循“三化”的原則，用盡可能少的時(shí)間和投入，充分利用現(xiàn)有成果，快速設(shè)計(jì)產(chǎn)品的一種設(shè)計(jì)理念。通用化的零部件即稱(chēng)為通用件，它可在類(lèi)似產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)通用互換。標(biāo)準(zhǔn)件是通用件的高級(jí)形式，它是按照國(guó)標(biāo)或企標(biāo)等要求而生產(chǎn)，具有明確的規(guī)定。模塊化設(shè)計(jì)出的組件具有很強(qiáng)的通用性，不同組件可實(shí)現(xiàn)不同功能，可根據(jù)需要組合不同的組件，像“搭積木”的方式快速完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)，模塊化是“三化”設(shè)計(jì)中的核心和精髓[1]。

本公司轉(zhuǎn)換器業(yè)務(wù)線(xiàn)產(chǎn)品的零部件主要可分為專(zhuān)用件、借用件、通用件和標(biāo)準(zhǔn)件等?！叭惫ぷ鞯哪康木褪且岣弋a(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)（量化指標(biāo)），其中對(duì)于通用件和標(biāo)準(zhǔn)件（后面簡(jiǎn)稱(chēng)“通標(biāo)件”）的管理是“三化”工作的基礎(chǔ)也是重要部分。其次，信息化環(huán)境如數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫(kù)和智慧研發(fā)設(shè)計(jì)平臺(tái)的搭建都對(duì)“三化”工作的開(kāi)展有著不可忽視的支撐作用。除此之外，本公司轉(zhuǎn)換器業(yè)務(wù)線(xiàn)在注重自身經(jīng)驗(yàn)的積累外，也在幫助和指導(dǎo)著其他業(yè)務(wù)線(xiàn)相關(guān)工作的開(kāi)展。本文對(duì)實(shí)際的“三化”工作實(shí)踐進(jìn)行研究總結(jié)，并對(duì)未來(lái)的“三化”推進(jìn)工作做出進(jìn)一步的思考。

1 通標(biāo)件的新增管理

本公司轉(zhuǎn)換器業(yè)務(wù)線(xiàn)對(duì)通標(biāo)件具有明確的分類(lèi)。標(biāo)準(zhǔn)件分類(lèi)見(jiàn)圖1，通用件分類(lèi)見(jiàn)圖2。除此之外，一些電子組件也作為通用件來(lái)使用，如LED 組件、USB 組件、漏保組件、防雷組件等。對(duì)于一些特殊產(chǎn)品線(xiàn)，基于產(chǎn)品自身特點(diǎn)，定義了特有的通用件，如外殼/框類(lèi)、出線(xiàn)板、封蓋、座子、防雷模塊等。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)件主要分類(lèi)

圖2 通用件主要分類(lèi)

結(jié)構(gòu)工程師在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中有新增通標(biāo)件的需求時(shí)，對(duì)其審核大致要經(jīng)過(guò)以下步驟：首先會(huì)經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化工程師，進(jìn)行新增必要性的標(biāo)準(zhǔn)化審查，盡量引導(dǎo)和建議工程師選用零部件庫(kù)里已有的零件；后如確有必要新增，結(jié)構(gòu)工程師需填寫(xiě)《零部件通用性分析報(bào)告》，經(jīng)部門(mén)領(lǐng)導(dǎo)的審核同意后，交至標(biāo)準(zhǔn)化處，取得圖紙編號(hào)，便可進(jìn)行后續(xù)操作。

對(duì)于通標(biāo)件的圖號(hào)和料號(hào)均具有唯一性，不允許出現(xiàn)重號(hào)避免錯(cuò)誤，并且圖號(hào)需遵循一定的標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行編號(hào)，見(jiàn)圖3。編號(hào)格式里包含的標(biāo)識(shí)符和分類(lèi)號(hào)可便于快速識(shí)別出零部件對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品線(xiàn)和類(lèi)型。

圖3 通標(biāo)件圖紙編號(hào)格式

標(biāo)準(zhǔn)化工程師會(huì)建立匯總臺(tái)賬，并對(duì)臺(tái)賬進(jìn)行動(dòng)態(tài)維護(hù)更新，確保臺(tái)賬信息的時(shí)效性和完整性。臺(tái)賬包含部件的規(guī)格、材質(zhì)、圖號(hào)、顏色等信息，為標(biāo)準(zhǔn)化審查提供直接依據(jù)，也便于對(duì)零部件的通用化工作進(jìn)行監(jiān)控和總結(jié)。

對(duì)于零部件的設(shè)計(jì)堅(jiān)持“非必要，不新增”原則，宣導(dǎo)“三化”設(shè)計(jì)，增強(qiáng)“三化”意識(shí)，促進(jìn)“三化”開(kāi)展，定期向工程師進(jìn)行制圖規(guī)范培訓(xùn)，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)“賦能”助力，并對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化審查，整理分析圖紙問(wèn)題，旨在提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量。與此同時(shí)，結(jié)合現(xiàn)有轉(zhuǎn)換器業(yè)務(wù)線(xiàn)的工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)新興業(yè)務(wù)線(xiàn)相關(guān)工作的開(kāi)展提供了一定的指導(dǎo)和幫助。

2 標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)的統(tǒng)計(jì)管理

在對(duì)通標(biāo)件進(jìn)行管理的基礎(chǔ)上，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中標(biāo)準(zhǔn)化審查的內(nèi)容之一[2]，通過(guò)對(duì)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)的統(tǒng)計(jì)，令產(chǎn)品設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化程度能夠以一種量化的指標(biāo)來(lái)直觀(guān)反應(yīng)，展示“三化”工作的作用和效果，并推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化工作更深入地進(jìn)行。

標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)是以產(chǎn)品型號(hào)為基礎(chǔ)來(lái)計(jì)算的，目前本公司產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)的計(jì)算方式如下：

式中：

N1—借用數(shù)；

N—零件總數(shù)。

其中借用包含借用件、外購(gòu)件、標(biāo)準(zhǔn)件、通用件等，數(shù)量的計(jì)算是以最小不可拆解的零部件為統(tǒng)計(jì)單位。

標(biāo)準(zhǔn)化工程師建立《產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)臺(tái)賬》，見(jiàn)圖4，并對(duì)所有系列產(chǎn)品進(jìn)行匯總統(tǒng)計(jì)，根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際開(kāi)展情況實(shí)時(shí)更新臺(tái)賬，一般當(dāng)產(chǎn)品的總裝圖發(fā)布后，便可計(jì)算系數(shù)。

圖4 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)臺(tái)賬

審查統(tǒng)計(jì)的產(chǎn)品有全新品類(lèi)，有功能延展類(lèi)，也有基礎(chǔ)升級(jí)類(lèi)等。其中，基礎(chǔ)系列的延長(zhǎng)線(xiàn)插座產(chǎn)品普遍系列化程度較高，除了上下蓋是專(zhuān)用件外，其余零部件基本均已實(shí)現(xiàn)通用化，這說(shuō)明目前基礎(chǔ)系列產(chǎn)品技術(shù)平臺(tái)的運(yùn)用較為成熟。軌道插座系列作為本公司全新品類(lèi)產(chǎn)品，一經(jīng)推出便深受大眾喜愛(ài)，隨著這一品類(lèi)SKU 的不斷豐富，也逐漸建立起屬于自己的產(chǎn)品平臺(tái)，這對(duì)于后續(xù)類(lèi)似產(chǎn)品的快速模塊化設(shè)計(jì)提供技術(shù)支撐。

3 基于PLM 系統(tǒng)的零部件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫(kù)管理

目前，PLM 系統(tǒng)的應(yīng)用已成為提升制造企業(yè)信息化管理的重要手段。依托于數(shù)字化平臺(tái)的支撐，可將這些通標(biāo)件的數(shù)據(jù)納入到PLM 系統(tǒng)中進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品全生命周期狀態(tài)的管理，并以PLM 系統(tǒng)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)來(lái)使用零部件。

目前對(duì)轉(zhuǎn)換器業(yè)務(wù)線(xiàn)所使用的通標(biāo)件數(shù)據(jù)庫(kù)主要來(lái)源于集團(tuán)級(jí)和業(yè)務(wù)級(jí)兩個(gè)層級(jí)，見(jiàn)圖5。集團(tuán)級(jí)的數(shù)據(jù)庫(kù)可供公司所有業(yè)務(wù)線(xiàn)共享，可跨業(yè)務(wù)線(xiàn)進(jìn)行借用，轉(zhuǎn)換器級(jí)的庫(kù)則只能供本業(yè)務(wù)線(xiàn)內(nèi)部使用。數(shù)據(jù)庫(kù)由專(zhuān)人進(jìn)行日常管理及維護(hù)，確保數(shù)據(jù)庫(kù)的準(zhǔn)確性。數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)有關(guān)于零部件的3D、2D 圖檔數(shù)據(jù)，還包括零部件的料號(hào)、物料描述、規(guī)格尺寸、特征參數(shù)等屬性數(shù)據(jù)，確保零部件的選用正確。對(duì)于零部件可以直接借用，不用重新出圖，節(jié)省開(kāi)發(fā)時(shí)間。

圖5 主要通標(biāo)件數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)源

對(duì)于零部件的升庫(kù)管理，由標(biāo)準(zhǔn)化工程師進(jìn)行定期管控。標(biāo)準(zhǔn)化工程師在數(shù)據(jù)庫(kù)中優(yōu)選出通用化程度較高、重復(fù)使用次數(shù)較多、性能指標(biāo)較優(yōu)良并且滿(mǎn)足料號(hào)和3D、2D 圖檔狀態(tài)均已發(fā)布的零部件，提出將其升庫(kù)至集團(tuán)的申請(qǐng)，經(jīng)相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的審批會(huì)簽同意后，完成升庫(kù)操作。有些升庫(kù)的通用件可延用原專(zhuān)用件的編號(hào)。升庫(kù)后的零部件可被其他業(yè)務(wù)線(xiàn)所借用，進(jìn)一步提高公司整體的零部件通用化程度。

4 “智慧設(shè)計(jì)”研發(fā)設(shè)計(jì)平臺(tái)的搭建

將模塊化設(shè)計(jì)理念與數(shù)字化深度融合，搭建一個(gè)共享的研發(fā)數(shù)字化設(shè)計(jì)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的快速設(shè)計(jì)工作。轉(zhuǎn)換器業(yè)務(wù)線(xiàn)于2020 年引入“智慧設(shè)計(jì)”研發(fā)平臺(tái)，經(jīng)一年多的努力和調(diào)試，現(xiàn)已投入使用。

“智慧設(shè)計(jì)”系統(tǒng)內(nèi)嵌入creo 設(shè)計(jì)軟件當(dāng)中，能進(jìn)行UDF 標(biāo)注、知識(shí)分享、相似性分析、成本分析、CBB庫(kù)分析等。其中CBB 庫(kù)便是模塊化設(shè)計(jì)理念的直接體現(xiàn)，其組織結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖6。CBB 庫(kù)可方便查詢(xún)通標(biāo)件、電子元器件等物料的詳細(xì)信息，包括可視化信息、示意圖及屬性等，并且可直接打開(kāi)或裝配模型，方便調(diào)用這些通用模塊，實(shí)現(xiàn)快速設(shè)計(jì)，提高產(chǎn)品通用化程度。

圖6 CBB 庫(kù)組織結(jié)構(gòu)

5 未來(lái)“三化”工作的進(jìn)一步思考

產(chǎn)品“三化”工作主要就是利用好“三化”資源，并開(kāi)展好“三化”設(shè)計(jì)。“三化”工作是一項(xiàng)系統(tǒng)性、持續(xù)性的工作，除了做好通標(biāo)件管理的基礎(chǔ)工作，并利用好PLM 系統(tǒng)和智慧設(shè)計(jì)等數(shù)字化工具外，為了能更好地推進(jìn)“三化”工作，可從制度規(guī)范、組織建設(shè)、知識(shí)沉淀及技術(shù)規(guī)劃等方面入手。開(kāi)展“三化”工作的整體推進(jìn)思路框架可見(jiàn)圖7。

圖7 “三化”工作推進(jìn)思路框架

“三化”工作的有效開(kāi)展，需要制度層面的規(guī)范和指導(dǎo)，制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)文件，完善規(guī)范要求，比如《產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)范》、《設(shè)計(jì)圖紙制圖規(guī)范》、《產(chǎn)品平臺(tái)和CBB 管理規(guī)范》等，通過(guò)制度的約束來(lái)提升產(chǎn)品綜合設(shè)計(jì)質(zhì)量。

“三化”工作的有效開(kāi)展，需要組織層面的建設(shè)和保障，需要領(lǐng)導(dǎo)層自上而下的支持和推動(dòng)，由于在實(shí)際工作中需要多部門(mén)間的協(xié)同工作，可建立“三化”工作專(zhuān)項(xiàng)推進(jìn)小組來(lái)推動(dòng)工作的開(kāi)展，加強(qiáng)組織內(nèi)的交流和協(xié)作，互聯(lián)互通，共同做好“三化”工作。

“三化”工作的有效開(kāi)展，需要知識(shí)層面的沉淀和積累，隨著“三化”工作的實(shí)際推進(jìn)及實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目的不斷落地，可借助“科技情報(bào)與知識(shí)管理”及“知識(shí)庫(kù)”等平臺(tái)，做好知識(shí)的積累和沉淀，實(shí)現(xiàn)知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的共享和繼承，寶貴的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)可在日后設(shè)計(jì)中幫助工程師規(guī)避雷區(qū)，避免錯(cuò)誤，同時(shí)可供新人快速學(xué)習(xí)和成長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)“三化”工作的價(jià)值。

“三化”工作的有效開(kāi)展，需要技術(shù)層面的規(guī)劃，做好整體規(guī)劃，可結(jié)合公司的“三年技術(shù)規(guī)劃”，在技術(shù)規(guī)劃的指導(dǎo)下，為“三化”工作提供未來(lái)要求的總體框架，引領(lǐng)“三化”工作開(kāi)展。

除此之外，“三化”工作的順利開(kāi)展離不開(kāi)良好的工作氛圍和外部環(huán)境，加強(qiáng)對(duì)工程師“三化”設(shè)計(jì)的培訓(xùn)教育和學(xué)習(xí)，讓工程師充分認(rèn)識(shí)到“三化”意識(shí)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的重要性，并有意識(shí)的開(kāi)展“三化”設(shè)計(jì)。在新品項(xiàng)目中強(qiáng)化“三化”評(píng)審，對(duì)“三化”設(shè)計(jì)作出審查和評(píng)估，最大限度提高設(shè)計(jì)繼承性，減少原材料、零部件的品種和規(guī)格。

6 結(jié)束語(yǔ)

“三化”工作的開(kāi)展是縮短產(chǎn)品研制周期、降低開(kāi)發(fā)成本及提高產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵，為企業(yè)持續(xù)提供市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)件和通用件的管理是“三化”工作的基礎(chǔ)，標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)是“三化”工作的量化體現(xiàn)。借助于PLM 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的管理，建立其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫(kù)，并借助于“智慧設(shè)計(jì)”平臺(tái)，利用好產(chǎn)品平臺(tái)和CBB 庫(kù)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，方便快速的對(duì)通用模塊進(jìn)行重用，充分發(fā)揮模塊化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)。本文對(duì)實(shí)際工作當(dāng)中的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)研究，并對(duì)未來(lái)工作做了進(jìn)一步的思考，也希望在未來(lái)，公司的“三化”工作能更加深入細(xì)致，以實(shí)現(xiàn)更大的效益。