面向家用空调产品工艺性数字化审查系统探讨

张 杰 刘 云 周子荣

（珠海格力电器股份有限公司 珠海 519070）

引言

随着家用空调产品呈现多元化、高端化发展，空调整机零件数日益增多、结构日趋复杂，导致整机、零件标准越来越繁多。设计人员在进行模型设计时无法全面考量标准要求，导致工艺员进行工艺性审查时存在如下突出问题：①审查易遗漏：零件多、标准多，内容庞杂、信息量大，靠人工贵审查容易出现遗漏；②审查效率低：工艺员需要根据企业标准规范要求逐条审查，效率低，耗时长；③审查滞后：设计员往往在模型设计完成后再交予工艺审查，过程滞后，结构基本定型，设计更改大；④审查质量依赖审查者经验。以上问题的存在不利于家用空调产品开发过程对质量、效率的要求，不适应当前快节奏、多元化的市场环境。

为此，结合当前空调行业产品基础结构及零件具有相似性的特点，计划研发一套面向家用空调产品的工艺性数字化审查系统。该系统以零部件拓扑关系为基础，以制造、装配类工艺标准、工装设备信息、工艺经验总结、竞品结构等数据为主要数据，构建工艺性审查基础数据库，然后从产品设计评审流程出发进行系统流程和功能、模块设计。

1 系统业务流程设计

当前空调产品开发一般流程如图1所示，为保证产品能更好的投入生产，在三维模型设计阶段，工艺员需基于产品三维模型，根据工艺标准开展工艺性审查，发现产品不足及改善空间，并要求设计员改进；流程循环多次后，最终形成产品工艺审查报告。

图1 产品开发与工艺审查流程主要内容

2 系统总体结构设计

基于新的产品开发流程所涉及的功能需求、人员与数据交流内容、存档等进行系统总体结构设计，如图2所示。系统由四层结构组成，其中数据层主要包含各类工艺基础知识，组件层包含各类工艺数据的管理工具[1]。

图2 系统总体结构图

2.1 系统主要模块组成

1）登录模块：系统主要面向工艺员、设计员、生产管理人员，以集团邮箱账号、密码作为登录凭证，同时通过邮箱号所在的用户组进行登录人身份和权限识别。如通过设计部门邮箱号区段，识别其身份，然后系统给予相应的权限。

2）任务管理模块：该模块的功能是创建新产品项目任务单，确定开发项目组成员、计划节点等，最主要的是明确新产品功能和需求，以便整个流程中基础认知一致性。产品功能及需求的填写以向导形式进行，提示用户录入数据并自动检查录入信息的准确性。

3）工艺性审查模块：该模块的功能是进行工艺性审查，是整个系统的核心功能模块。进入该模块，用户可以使用系统提供的结构化检索工具，或以模糊搜索方式进行基于实例的工艺性审查[2]；同时，对于线体、工装、工具等参数化规则，用户可以根据界面提示录入相应参数进行工艺性审查。

4）工艺性审查报告模块：该模块用于生成和保存所有产品审查报告，具备跨机型问题检索和分类统计功能，便于产品间相似问题统计和追溯。同时，审查报告还具备阶段性保存及综合导出的功能，用户不仅可以生成并保存产品完整报告，还可以单独生成同一产品不同阶段的审查报告。

5）数据维护模块：该模块的功能是对系统基础数据进行维护，增加、删减、修改等都在此模块应用内进行。

6）评级及培训模块：该模块用于对以工艺员、设计员为主的产品开发人员进行评级与培训。基于系统数据库的支撑，有组织开展工艺知识专业化培训、阶段性的评级，以不断提高人员水平。

2.2 基础数据库设计

工艺审查的数字化离不开工艺、工序等基础数据的数字化。

数据库作为一种高效、可靠的信息管理技术，将数据、信息、资料和文件等有规律地组织保存起来，以便快速查阅和使用是系统实现、快速全面的工艺性审查的基础技术支撑[3]。

为实现快速、全面的工艺性审查，工艺基础数据内容组织及结构化管理是重中之重。为此系统基础数据库必须包含当前标准和规范中工艺性审查重点内容及工艺经验总结等数据，同时结构化管理中数据关系设计需符合用户的认识。

如图3所示为家用空调分体壁挂内机结构爆炸图，其结构一般由底壳部件、蒸发器部件、电器盒部件、面板体部件、面板部件、导风机构组件等6大部件组成。

图3 家用空调分体壁挂内机结构爆炸图

空调结构的一般性能够保证系统基础数据的普适性，因此数据库整体以产品结构组成及组部件间的关系为基础进行结构化管理，其结构树如图4所示[1]。

图4 基于空调产品结构树的数据结构化管理图示

为进一步提高数据维护效率和高的指向性，在数据库结构化管理基础上衍生出两大类数据表现形式：案例库、规则库。

2.2.1 案例库

案例库是系统对案例型数据统一管理的模块。如图5所示，案例数据以“机型类别→部件→组件→零件→零件信息→实例”进行结构化描述与管理，以便系统在获取审查者审查目标（某一部件或零件）时，能自动判断和调取相应的案例数据，供审查者比对分析。

图5 分体壁挂内机产品案例库信息结构化管理图示

2.2.2 规则库

规则库是系统对部分零件制造工艺标准、工装设备、线体等进行参数化表征的数据集合。它在产品结构树的基础上，以参数形式归纳表现，具备一定求解能力，能够根据用户录入情况作出判断。

如图6所示，规则库数据以“类别→零件→规则描述→判断标准”形式进行结构化管理。基于零件具有一般类别属性及其加工方式的大同小异，规则库直接以工艺专业作为顶层类别并区分，零件作为二级类别进行划分。其目的在于追求不同产品类别如除湿机、加湿器、电饭煲等产品在零件层级上的系统通用性，便于后续扩展。同时，规则库强制参数化判断标准，便于后续系统可基于三维设计软件二次开发技术进行自动化审查扩展。

图6 家用空调产品规则信息结构化管理

3 应用实例

通过以上的研究，系统以MYSQL作为后台数据库管理系统，开发出面向家用空调产品的工艺性数字化审查系统，其部分界面如图7所示。

图7 家用空调产品工艺性数字化审查系统界面

实际使用过程，如图8所示，用户在按要求完成新产品审查任务创建后，系统会根据用户录入的更改点信息，自动生成如图9（a）所示的更改点目录，自动从数据库中检索与更改点相对应的审查项目信息生成如图9（b）所示审查点集，并对审查点审查与否进行实时监控。用户依据系统自动生成的审查点集，逐项完成审查。工艺员不再需要为了保证审查把关的严谨、全面，而不得不去翻阅、记忆海量的工艺资料信息，系统在提高审查效率的同时也使得审查更加全面，保证了工艺性审查质量的进一步提升。

图8 系统任务新增界面

图9 系统自动创建与更改点对应的审查项目

同时，基于系统功能重新制定产品开发过程中基于三维模型的工艺性审查流程，如图10所示。

图10 基于工艺性数字化审查系统的总体业务流程图

业务流程对比传统流程，变化主要在于将工艺性审查部分内容前移至设计员负责阶段。设计员需基于工艺性数字化审查系统进行初步的工艺性审查，避免后续出现较大的方案或结构调整，以提高产品开发效率。在完成产品初版三维模型设计后，设计员将工艺符合性自检报告联同三维模型一并提交到工艺部门，由工艺审查人员进行模块化工艺性专业审查，重点从装配版块（工装、线体、部件等）、零件版块（注塑、钣金、管路等）对产品工艺符合性进行审查[4]。

4 结论

本文介绍了所开发的面向家用空调产品工艺性数字化审查系统，对所涉及的关键技术进行分析，尤其是系统基础数据层的构建，优化了当前的工艺性审查流程。该系统操作界面友好、操作简单，具备空调行业普适性，能够较好的应用于开发过程中工艺性的审查，在提高产品审查效率的同时，对产品生产效率、质量及异常问题等都起到了较大的作用。