專用機械產品總裝報告自動化生成系統開發

姜磊

（1.核工業理化工程研究院，天津300180；2.粒子輸運與富集技術重點實驗室，天津300180）

0 引言

同位素產品生產用機械是典型的高精密機械，該設備總裝工序完成質量是決定其性能的關鍵因素。由于該設備通常以較大規模的數量裝備在試驗現場，設備總裝工序中涉及大量的裝配和測量操作，會形成大量的總裝參數信息。在總裝過程中，需要對包括關鍵部件編號、關鍵配合參數、關鍵性能測試等信息進行準確記錄并形成總裝報告。目前，該總裝報告編制主要采用人工處理方式，這導致關鍵裝測數據處理效率和數據利用率均處于較低水平，且數據獲取、整理及分析代價大，影響了該設備總裝工序的質量和標準化水平提升。

近年來，伴隨著各類機械研發水平提升及計算機軟件蓬勃發展，人們對于機械在生產、檢測、試驗和應用過程中產生的數據信息的自動化分析處理及報告自動化生成技術的關注日益迫切。國內外研究人員均開展了相關的研究工作。Heo Jeong等[1]利用大數據挖掘技術開發了事件分析報告自動生成系統，并對報告質量進行了確認；Jing Zhang等[2]基于多模式信息研究了相關性報告的自動生成方法；Jorge Marx Gomez[3]利用工具軟件Umberto實現了環境設置數據的采集與轉換及報告的自動化生成；何偉等[4]提出了一種以網絡信息交換協議為基礎的測試數據自動生成方法，開發了艦船裝備軟件自動化測試平臺；鐵偉濤等[5]采用C++編程實現了微波綜合測試報告的自動生成；周啟等[6]、王岑等[7]、王宇林等[8]采用LabVIEW軟件實現了測試數據報告的自動生成；王煒等[9]、孫劍[10]基于MATLAB軟件研究了Word版本報告自動技術；金良峰等[11]、莊振春等[12]借助VBA編程開發了實驗報告及數據報告的自動生成系統；王永剛等[13]采用VC編程實現了城軌列車模擬運行報告的自動生成；畢曉鳳等[14]、孔嘯等[15]利用VS.Net軟件平臺實現了檢測報告的自動生成，開發了相應的報告系統。

從上述文獻研究情況可以看出，目前Umberto、C++、C#、LabVIEW、MATLAB等具有代表性的軟件平臺均適用于報告自動化生成系統的開發?？紤]到MATLAB軟件具備較為全面、專業的數值分析能力，在對機械總裝工序中各類數據的后期收集、整理與分析方面具有一定優勢，可提高裝測數據的利用水平。基于MATLAB軟件平臺，本研究開發適用于專用機械的總裝報告自動化生成系統，實現裝測參數處理、總裝報告自動化生成及關鍵配合參數統計分析，從而降低人因對該設備總裝報告質量的影響，提升總裝工藝水平、工作效率及標準化水平。

1 專用機械總裝報告內容設置

專用機械的總裝報告通常包含報告封面、項目背景、文件依據、裝測人員、關鍵部件編號、裝測參數結果、裝測總結等信息，是對設備總裝工序的系統性總結，是對總裝工藝質量評價與優化的主要依據。

在該機械總裝過程中，會產生幾百個裝測參數結果。其中，A1配合值和A2配合值等兩類關鍵配合參數是總裝質量控制和工藝效果評價的最關鍵要素。在報告生成系統開發過程中，對于這兩類配合參數需進行專門考慮，具備對于這兩類配合值分布形態的分析和分布圖自動化生成功能，從而更加直觀地對總裝工序的參數控制一致性水平進行分析與評價，同時在后續的設備試驗及應用中，也可以結合設備功能和性能的實際表現來不斷評價參數控制值的合理性，對配合值及其分布形態控制要求進行持續優化。

2 總裝報告自動化生成系統開發

2.1 系統總體流程設計

圖1 系統總體流程設計

結合所研究機械總裝環節的實際工藝流程，開展了報告自動化生成系統的總體流程設計，系統的總體流程如圖1所示。

2.2 報告自動化生成方法

根據上述章節中給出的報告內容設置，可以將總裝報告內容分為3個類型，分別為文字段落、數據表格和分布圖。在MATLAB軟件中，分別采用對應的命令及程序實現3類不同內容的信息生成與報告寫入。下面給出了這3類內容的具體處理策略：1）文字段落生成方法。采用Word.Documents.Open和Word.Documents.Add創建新的Word格式文件。在報告內容生成與寫入過程中，采用Selection.Text命令寫入文字段落內容，并采用與之相關的命令對段落內容進行格式設定。2）表格自動生成方法。采用Document.Tables.Add命令創建裝測參數結果列表并設置表格屬性，并利用DTI.Cell(i,j).Range.Text命令將內容寫入對應的單元格內。3）參數分布圖的生成方法。采用MATLAB軟件內置的作圖命令生成參數分布圖，然后利用hgexport命令將生成的分布圖寫入操作系統剪切板中，最后利用Selection.Range.Paragraphs.Item (1).Range.PasteSpecial命令將參數分布圖寫入總裝報告。

2.3 軟件界面設計

在系統總體流程的設計基礎之上，開展了軟件界面設計。界面設計的原則是結構緊湊、邏輯清晰、使用便捷。

軟件界面根據報告不同內容之間的邏輯，采取了分塊布局，包括報告封面、項目背景、文件及規程依據、裝測人員信息、KEY部件編號、A1配合值、A2配合值、其他參數調整、調試與測試、總裝總結、系統操作區等10個分區。界面具體設計效果如圖2所示。其中，各輸入框均支持文字及數據的復制與粘貼功能。在系統操作區中，設置信息提升框，在總裝自動生成后給出提示信息。

圖2 系統軟件界面設計

2.4 軟件操作流程圖

圖3 系統操作流程設計

專用機械總裝報告自動化生成系統操作流程如圖3所示。在完成裝測數據準備的基礎上，將各類文字及數據信息分別輸入軟件界面的各個輸入框內，點擊界面上的“一鍵生成報告”按鈕，系統自動生成Word格式的總裝報告，并在界面上顯示“報告生成成功”文字提示信息。

3 系統應用

對開發的報告自動化生成系統進行了實際應用。采用該軟件生成的總裝報告案例如圖4所示。可以看出，采用上述系統成功實現了總裝報告的自動化生成，示例報告中所有文字、數據、表格和圖片內容均為軟件自動生成。

圖4 總裝報告自動生成示例

圖5 關鍵配合參數值統計圖章節示意

上文已經提到在報告生成過程中，同時對A1和A2配合值進行統計分析，給出分布圖。關鍵配合參數A1和A2測試值的統計章節示意如圖5所示，在該章節中對兩類配合參數進行了統計分析并具體給出了參數值分布形態。A1和A2配合參數及其分布統計信息將作為大規?？傃b與試驗過程中對設備性能進行綜合評價的基礎數據，可為設備性能優化設計提供支撐。

該系統的應用情況表明，采用自動化報告生成策略，單篇總裝報告的編制周期可縮短80%以上，且數據處理準確性和可靠性得到顯著提高。該系統的應用有效減少了人工處理文字及數據信息的時間代價，降低了數據處理的出錯率。

相比傳統的人工編制報告的方式，采用該系統生成的報告內容、結構及數據格式等具有統一性特點，在設備數量規模較大時便于對裝測數據信息進行高效收集、處理和分析，具有顯著的應用優勢。該系統提升了總裝報告質量和標準化水平，為后續更大數量大規模專用機械的裝配、測試、試驗與應用提供了有力的工具支撐，同時也為專用機械領域其他測試與試驗數據處理和報告編制提供參考。

4 結論

基于MATLAB軟件平臺，開發了適用于專用機械總裝報告自動化生成系統，完成了報告自動化生成技術總體流程設計、軟件界面構建、操作流程設計，實現了總裝報告自動化生成。通過對該系統進行實際應用，證實了系統功能的有效性。與傳統的報告編制方法相比，該系統在節省編制時間和人力代價、提高數據準確度和提升總裝報告標準化等方面具有顯著優勢。該系統也為該領域其他測試與試驗數據處理和報告編制提供了技術支持。