面向家用空調產品工藝性數字化審查系統探討

張 杰 劉 云 周子榮

（珠海格力電器股份有限公司 珠海 519070）

引言

隨著家用空調產品呈現多元化、高端化發展，空調整機零件數日益增多、結構日趨復雜，導致整機、零件標準越來越繁多。設計人員在進行模型設計時無法全面考量標準要求，導致工藝員進行工藝性審查時存在如下突出問題：①審查易遺漏：零件多、標準多，內容龐雜、信息量大，靠人工貴審查容易出現遺漏；②審查效率低：工藝員需要根據企業標準規范要求逐條審查，效率低，耗時長；③審查滯后：設計員往往在模型設計完成后再交予工藝審查，過程滯后，結構基本定型，設計更改大；④審查質量依賴審查者經驗。以上問題的存在不利于家用空調產品開發過程對質量、效率的要求，不適應當前快節奏、多元化的市場環境。

為此，結合當前空調行業產品基礎結構及零件具有相似性的特點，計劃研發一套面向家用空調產品的工藝性數字化審查系統。該系統以零部件拓撲關系為基礎，以制造、裝配類工藝標準、工裝設備信息、工藝經驗總結、競品結構等數據為主要數據，構建工藝性審查基礎數據庫，然后從產品設計評審流程出發進行系統流程和功能、模塊設計。

1 系統業務流程設計

當前空調產品開發一般流程如圖1所示，為保證產品能更好的投入生產，在三維模型設計階段，工藝員需基于產品三維模型，根據工藝標準開展工藝性審查，發現產品不足及改善空間，并要求設計員改進；流程循環多次后，最終形成產品工藝審查報告。

圖1 產品開發與工藝審查流程主要內容

2 系統總體結構設計

基于新的產品開發流程所涉及的功能需求、人員與數據交流內容、存檔等進行系統總體結構設計，如圖2所示。系統由四層結構組成，其中數據層主要包含各類工藝基礎知識，組件層包含各類工藝數據的管理工具[1]。

圖2 系統總體結構圖

2.1 系統主要模塊組成

1）登錄模塊：系統主要面向工藝員、設計員、生產管理人員，以集團郵箱賬號、密碼作為登錄憑證，同時通過郵箱號所在的用戶組進行登錄人身份和權限識別。如通過設計部門郵箱號區段，識別其身份，然后系統給予相應的權限。

2）任務管理模塊：該模塊的功能是創建新產品項目任務單，確定開發項目組成員、計劃節點等，最主要的是明確新產品功能和需求，以便整個流程中基礎認知一致性。產品功能及需求的填寫以向導形式進行，提示用戶錄入數據并自動檢查錄入信息的準確性。

3）工藝性審查模塊：該模塊的功能是進行工藝性審查，是整個系統的核心功能模塊。進入該模塊，用戶可以使用系統提供的結構化檢索工具，或以模糊搜索方式進行基于實例的工藝性審查[2]；同時，對于線體、工裝、工具等參數化規則，用戶可以根據界面提示錄入相應參數進行工藝性審查。

4）工藝性審查報告模塊：該模塊用于生成和保存所有產品審查報告，具備跨機型問題檢索和分類統計功能，便于產品間相似問題統計和追溯。同時，審查報告還具備階段性保存及綜合導出的功能，用戶不僅可以生成并保存產品完整報告，還可以單獨生成同一產品不同階段的審查報告。

5）數據維護模塊：該模塊的功能是對系統基礎數據進行維護，增加、刪減、修改等都在此模塊應用內進行。

6）評級及培訓模塊：該模塊用于對以工藝員、設計員為主的產品開發人員進行評級與培訓。基于系統數據庫的支撐，有組織開展工藝知識專業化培訓、階段性的評級，以不斷提高人員水平。

2.2 基礎數據庫設計

工藝審查的數字化離不開工藝、工序等基礎數據的數字化。

數據庫作為一種高效、可靠的信息管理技術，將數據、信息、資料和文件等有規律地組織保存起來，以便快速查閱和使用是系統實現、快速全面的工藝性審查的基礎技術支撐[3]。

為實現快速、全面的工藝性審查，工藝基礎數據內容組織及結構化管理是重中之重。為此系統基礎數據庫必須包含當前標準和規范中工藝性審查重點內容及工藝經驗總結等數據，同時結構化管理中數據關系設計需符合用戶的認識。

如圖3所示為家用空調分體壁掛內機結構爆炸圖，其結構一般由底殼部件、蒸發器部件、電器盒部件、面板體部件、面板部件、導風機構組件等6大部件組成。

圖3 家用空調分體壁掛內機結構爆炸圖

空調結構的一般性能夠保證系統基礎數據的普適性，因此數據庫整體以產品結構組成及組部件間的關系為基礎進行結構化管理，其結構樹如圖4所示[1]。

圖4 基于空調產品結構樹的數據結構化管理圖示

為進一步提高數據維護效率和高的指向性，在數據庫結構化管理基礎上衍生出兩大類數據表現形式：案例庫、規則庫。

2.2.1 案例庫

案例庫是系統對案例型數據統一管理的模塊。如圖5所示，案例數據以“機型類別→部件→組件→零件→零件信息→實例”進行結構化描述與管理，以便系統在獲取審查者審查目標（某一部件或零件）時，能自動判斷和調取相應的案例數據，供審查者比對分析。

圖5 分體壁掛內機產品案例庫信息結構化管理圖示

2.2.2 規則庫

規則庫是系統對部分零件制造工藝標準、工裝設備、線體等進行參數化表征的數據集合。它在產品結構樹的基礎上，以參數形式歸納表現，具備一定求解能力，能夠根據用戶錄入情況作出判斷。

如圖6所示，規則庫數據以“類別→零件→規則描述→判斷標準”形式進行結構化管理。基于零件具有一般類別屬性及其加工方式的大同小異，規則庫直接以工藝專業作為頂層類別并區分，零件作為二級類別進行劃分。其目的在于追求不同產品類別如除濕機、加濕器、電飯煲等產品在零件層級上的系統通用性，便于后續擴展。同時，規則庫強制參數化判斷標準，便于后續系統可基于三維設計軟件二次開發技術進行自動化審查擴展。

圖6 家用空調產品規則信息結構化管理

3 應用實例

通過以上的研究，系統以MYSQL作為后臺數據庫管理系統，開發出面向家用空調產品的工藝性數字化審查系統，其部分界面如圖7所示。

圖7 家用空調產品工藝性數字化審查系統界面

實際使用過程，如圖8所示，用戶在按要求完成新產品審查任務創建后，系統會根據用戶錄入的更改點信息，自動生成如圖9（a）所示的更改點目錄，自動從數據庫中檢索與更改點相對應的審查項目信息生成如圖9（b）所示審查點集，并對審查點審查與否進行實時監控。用戶依據系統自動生成的審查點集，逐項完成審查。工藝員不再需要為了保證審查把關的嚴謹、全面，而不得不去翻閱、記憶海量的工藝資料信息，系統在提高審查效率的同時也使得審查更加全面，保證了工藝性審查質量的進一步提升。

圖8 系統任務新增界面

圖9 系統自動創建與更改點對應的審查項目

同時，基于系統功能重新制定產品開發過程中基于三維模型的工藝性審查流程，如圖10所示。

圖10 基于工藝性數字化審查系統的總體業務流程圖

業務流程對比傳統流程，變化主要在于將工藝性審查部分內容前移至設計員負責階段。設計員需基于工藝性數字化審查系統進行初步的工藝性審查，避免后續出現較大的方案或結構調整，以提高產品開發效率。在完成產品初版三維模型設計后，設計員將工藝符合性自檢報告聯同三維模型一并提交到工藝部門，由工藝審查人員進行模塊化工藝性專業審查，重點從裝配版塊（工裝、線體、部件等）、零件版塊（注塑、鈑金、管路等）對產品工藝符合性進行審查[4]。

4 結論

本文介紹了所開發的面向家用空調產品工藝性數字化審查系統，對所涉及的關鍵技術進行分析，尤其是系統基礎數據層的構建，優化了當前的工藝性審查流程。該系統操作界面友好、操作簡單，具備空調行業普適性，能夠較好的應用于開發過程中工藝性的審查，在提高產品審查效率的同時，對產品生產效率、質量及異常問題等都起到了較大的作用。