专用机械产品总装报告自动化生成系统开发

姜磊

（1.核工业理化工程研究院，天津300180；2.粒子输运与富集技术重点实验室，天津300180）

0 引言

同位素产品生产用机械是典型的高精密机械，该设备总装工序完成质量是决定其性能的关键因素。由于该设备通常以较大规模的数量装备在试验现场，设备总装工序中涉及大量的装配和测量操作，会形成大量的总装参数信息。在总装过程中，需要对包括关键部件编号、关键配合参数、关键性能测试等信息进行准确记录并形成总装报告。目前，该总装报告编制主要采用人工处理方式，这导致关键装测数据处理效率和数据利用率均处于较低水平，且数据获取、整理及分析代价大，影响了该设备总装工序的质量和标准化水平提升。

近年来，伴随着各类机械研发水平提升及计算机软件蓬勃发展，人们对于机械在生产、检测、试验和应用过程中产生的数据信息的自动化分析处理及报告自动化生成技术的关注日益迫切。国内外研究人员均开展了相关的研究工作。Heo Jeong等[1]利用大数据挖掘技术开发了事件分析报告自动生成系统，并对报告质量进行了确认；Jing Zhang等[2]基于多模式信息研究了相关性报告的自动生成方法；Jorge Marx Gomez[3]利用工具软件Umberto实现了环境设置数据的采集与转换及报告的自动化生成；何伟等[4]提出了一种以网络信息交换协议为基础的测试数据自动生成方法，开发了舰船装备软件自动化测试平台；铁伟涛等[5]采用C++编程实现了微波综合测试报告的自动生成；周启等[6]、王岑等[7]、王宇林等[8]采用LabVIEW软件实现了测试数据报告的自动生成；王炜等[9]、孙剑[10]基于MATLAB软件研究了Word版本报告自动技术；金良峰等[11]、庄振春等[12]借助VBA编程开发了实验报告及数据报告的自动生成系统；王永刚等[13]采用VC编程实现了城轨列车模拟运行报告的自动生成；毕晓凤等[14]、孔啸等[15]利用VS.Net软件平台实现了检测报告的自动生成，开发了相应的报告系统。

从上述文献研究情况可以看出，目前Umberto、C++、C#、LabVIEW、MATLAB等具有代表性的软件平台均适用于报告自动化生成系统的开发。考虑到MATLAB软件具备较为全面、专业的数值分析能力，在对机械总装工序中各类数据的后期收集、整理与分析方面具有一定优势，可提高装测数据的利用水平。基于MATLAB软件平台，本研究开发适用于专用机械的总装报告自动化生成系统，实现装测参数处理、总装报告自动化生成及关键配合参数统计分析，从而降低人因对该设备总装报告质量的影响，提升总装工艺水平、工作效率及标准化水平。

1 专用机械总装报告内容设置

专用机械的总装报告通常包含报告封面、项目背景、文件依据、装测人员、关键部件编号、装测参数结果、装测总结等信息，是对设备总装工序的系统性总结，是对总装工艺质量评价与优化的主要依据。

在该机械总装过程中，会产生几百个装测参数结果。其中，A1配合值和A2配合值等两类关键配合参数是总装质量控制和工艺效果评价的最关键要素。在报告生成系统开发过程中，对于这两类配合参数需进行专门考虑，具备对于这两类配合值分布形态的分析和分布图自动化生成功能，从而更加直观地对总装工序的参数控制一致性水平进行分析与评价，同时在后续的设备试验及应用中，也可以结合设备功能和性能的实际表现来不断评价参数控制值的合理性，对配合值及其分布形态控制要求进行持续优化。

2 总装报告自动化生成系统开发

2.1 系统总体流程设计

图1 系统总体流程设计

结合所研究机械总装环节的实际工艺流程，开展了报告自动化生成系统的总体流程设计，系统的总体流程如图1所示。

2.2 报告自动化生成方法

根据上述章节中给出的报告内容设置，可以将总装报告内容分为3个类型，分别为文字段落、数据表格和分布图。在MATLAB软件中，分别采用对应的命令及程序实现3类不同内容的信息生成与报告写入。下面给出了这3类内容的具体处理策略：1）文字段落生成方法。采用Word.Documents.Open和Word.Documents.Add创建新的Word格式文件。在报告内容生成与写入过程中，采用Selection.Text命令写入文字段落内容，并采用与之相关的命令对段落内容进行格式设定。2）表格自动生成方法。采用Document.Tables.Add命令创建装测参数结果列表并设置表格属性，并利用DTI.Cell(i,j).Range.Text命令将内容写入对应的单元格内。3）参数分布图的生成方法。采用MATLAB软件内置的作图命令生成参数分布图，然后利用hgexport命令将生成的分布图写入操作系统剪切板中，最后利用Selection.Range.Paragraphs.Item (1).Range.PasteSpecial命令将参数分布图写入总装报告。

2.3 软件界面设计

在系统总体流程的设计基础之上，开展了软件界面设计。界面设计的原则是结构紧凑、逻辑清晰、使用便捷。

软件界面根据报告不同内容之间的逻辑，采取了分块布局，包括报告封面、项目背景、文件及规程依据、装测人员信息、KEY部件编号、A1配合值、A2配合值、其他参数调整、调试与测试、总装总结、系统操作区等10个分区。界面具体设计效果如图2所示。其中，各输入框均支持文字及数据的复制与粘贴功能。在系统操作区中，设置信息提升框，在总装自动生成后给出提示信息。

图2 系统软件界面设计

2.4 软件操作流程图

图3 系统操作流程设计

专用机械总装报告自动化生成系统操作流程如图3所示。在完成装测数据准备的基础上，将各类文字及数据信息分别输入软件界面的各个输入框内，点击界面上的“一键生成报告”按钮，系统自动生成Word格式的总装报告，并在界面上显示“报告生成成功”文字提示信息。

3 系统应用

对开发的报告自动化生成系统进行了实际应用。采用该软件生成的总装报告案例如图4所示。可以看出，采用上述系统成功实现了总装报告的自动化生成，示例报告中所有文字、数据、表格和图片内容均为软件自动生成。

图4 总装报告自动生成示例

图5 关键配合参数值统计图章节示意

上文已经提到在报告生成过程中，同时对A1和A2配合值进行统计分析，给出分布图。关键配合参数A1和A2测试值的统计章节示意如图5所示，在该章节中对两类配合参数进行了统计分析并具体给出了参数值分布形态。A1和A2配合参数及其分布统计信息将作为大规模总装与试验过程中对设备性能进行综合评价的基础数据，可为设备性能优化设计提供支撑。

该系统的应用情况表明，采用自动化报告生成策略，单篇总装报告的编制周期可缩短80%以上，且数据处理准确性和可靠性得到显著提高。该系统的应用有效减少了人工处理文字及数据信息的时间代价，降低了数据处理的出错率。

相比传统的人工编制报告的方式，采用该系统生成的报告内容、结构及数据格式等具有统一性特点，在设备数量规模较大时便于对装测数据信息进行高效收集、处理和分析，具有显著的应用优势。该系统提升了总装报告质量和标准化水平，为后续更大数量大规模专用机械的装配、测试、试验与应用提供了有力的工具支撑，同时也为专用机械领域其他测试与试验数据处理和报告编制提供参考。

4 结论

基于MATLAB软件平台，开发了适用于专用机械总装报告自动化生成系统，完成了报告自动化生成技术总体流程设计、软件界面构建、操作流程设计，实现了总装报告自动化生成。通过对该系统进行实际应用，证实了系统功能的有效性。与传统的报告编制方法相比，该系统在节省编制时间和人力代价、提高数据准确度和提升总装报告标准化等方面具有显著优势。该系统也为该领域其他测试与试验数据处理和报告编制提供了技术支持。