基于转换器产品可视化数据平台的研究及实践

黄雨萌 余 超 陈玉龙 易白枚 方春霞 王 莎

（公牛集团股份有限公司 慈溪 315314）

前言

产品平台的概念早在20 世纪初亨利采用流水线的方式大批量制造汽车时就已出现。而后历经发展，其理念也在不断完善。到了当下，随着“工业4.0”推动中国制造向中国创造转型，产品平台在实际应用中取得的成功也逐步引起关注。

作为“插座行业的专家与领导者”，我司在产品研发生产的过程中，也是较早地融入了产品平台化的设计理念，但由于某些原因，此前转换器事业部并未对产品平台做可视化或量化的呈现。因此，本论文旨在通过对产品平台理念及形式的研究，结合转换器事业部的具体情况，运用模块化、系列化等标准化方法，搭建适用于我部的产品平台形式，并加以应用推广。

1 产品平台概念及分析

1.1 产品平台

Meyer 和Utterback 在1993年的文章《产品族与核心能力》中认为产品平台是一组产品共享的设计与零部件集合【1】。到了现代，产品平台(Platform)的概念衍生为一组可供不同产品共享的设计和制造过程的共用资源。

可见无论经过怎样的演变，产品平台的核心都是“共用的资源”，也就是系列化、模块化与设计复用。而产品平台规划和建设的关键之一是基于共用基础模块的开发设计。

1.2 共用基础模块

公用基础模块即CBB（Common Building Block），是指可以在不同产品、系统之间共用的零部件、模块、技术及其他相关的设计成果[2]。

根据对零部件通用化的相关管理，插头插座、转换器产品中常见的CBB 模块共有19 类，其中以插座模块、插头线组件、保护门等较为典型，见图1。

图1 插座中常见的CBB 模块

1.3 产品系列

产品平台向下展开是以CBB 为基础的零部件，而向上延展则是通过产品系列。我们常说的产品系列一般是指产品族，是以产品平台为基础，通过添加不同的个性模块，以满足不同客户个性化需求的一组相关产品[3]。

根据产品的结构及功能，我们可以将转换器的所有产品划分为5 大类、39 小类产品系列，见图2。

图2 转换器产品系列

2 产品平台规划应用

基于对第2 章内容的理论研究以及查阅了国内外大量文献，参考产品图谱及相关模型，我们开展了转换器产品平台的搭建工作，主要可以分为3 部分。

2.1 CBB 信息库建立

产品平台最基础最关键的部分之一是产品的组件及零件。所以搭建产品平台最首要的工作是要有一个完整的、包含全品类产品组成的信息库。因此，我们在结合转换器智慧设计、三化研究等项目成果的基础上，重新设计匹配可以真正用于产品平台建设的完整零部件信息库，其主要以产品的组成零部件为基础，见图3。

图3 CBB 信息库组成要素

图4 产品地图

2.2 产品平台搭建

产品平台战略包含单平台战略、多平台战略和模块化战略。由于单平台战略的特点是平台上的通用组件必须由所有产品共享，并不适用于我们产品较多且分布较广的情况，因此我们选择以多平台战略和模块化战略为主，前者的特点是通用组件可以不在一个产品系列中的所有产品中共享，而是仅在该产品的部分产品中使用。而模块化特点则是可以通过添加、替换或删除完整的模块以实现产品的多样化。

根据已搭建完成的CBB 信息库中的数据，在同系列产品中进行组合筛选，将共通性强的零部件组合，最终从280 余款产品中划分出70 余个产品平台。

2.3 产品平台分解

在划分出产品平台后，为描述产品平台的基本结构，清晰展示产品有哪些模块、功能或系统组成层级、从属关系，参考兄弟单位和当前行业已有的平台分解图，我们将产品平台分解为产品层、系列层、平台层、组件层、零件层、功能层、性能层和技术层共8 个层次：

1）产品层：为展示每个产品平台所应用到的产品而设置的层级；

2）系列层：为展示每个产品平台所应用到的产品系列（产品族）而设置的层级；

3）平台层：描述单个产品平台的层级；

4）组件层：为展示该产品平台共用组件的层级，可分解为一层及一层以上；

5）零件层：将组成产品的模块分解至最小单元并展示的层级；

6）功能层：为描述各零部件实现的功能的层级；

7）性能层：描述为实现产品功能或插拔手感等所必备的性能的层级；

8）技术层：描述为达到产品性能所需的技术的层级。

根据2.1、2.2 的搭建的信息绘制产品平台分解图如图5 所示。产品平台分解图可以系统且清晰的对每个平台的组成关系、功能及技术要素进行描述，完整地展现产品型号、系列、平台、零部件及其架构。

图5 产品平台分解图

2.4 产品地图制作

如果说产品平台可以帮助我们对产品做纵向的结构分析，那么横向的产品体系分析则要依赖于产品地图。

产品地图是基于对一特性形成的包含功能和服务的一系列要素的集合。制作产品地图可分为要素裂解、特性对应、方案筛选、形成地图4 个步骤。结合转换器当前需求，我们主要从功能角度对产品体系进行分析。将产品按功能一一拆解，提炼其特征特性，遵循同一性和简洁性的原则，绘制成如图4 所示的产品地图。

拥有一份根据功能绘制的产品地图后，我们可以很明确地看出，哪些功能是我们的产品相对缺失的，哪些产品是我们可以做但一直没有做的，或者哪些产品拥有发展潜力且开发难度低等等。这将为后续的产品策划及开发提供助力，降低难度，提升效率。

3 可视化数据平台

在当今数据大爆炸的时代，数据可视化是比较实用且重要的工具，为更加便捷的进行产品平台相关数据的管理，我们研究并学习了可视化数据的知识并将其运用到平台管理中。从第3 章可以看出，CBB 信息库的搭建满足了对产品结构、零部件种类的可视化需求；产品平台的设计及分解满足了对层级、功能及技术描述的需求，产品地图满足了对产品功能分布的可视化需求。以此为主体，我们搭建了全新的产品可视化数据平台。

产品可视化数据平台主要包括产品平台关系图、产品地图、产品平台分解图、平台及零部件明细表四部分。通过运用Excel、Visio 等软件，将其更直观、明确的展示并形成易更新、易管理、易使用的数据平台。我们预期：

1）更快捷高效地管理产品标准化系数：数据平台使产品标准化系数（零部件通用率）更加直观易查，从而加强标准化管理部门对新品标准化系数管理控制的数据支撑；

2）新品开发过程中提升产品标准化系数：在新品设计开发中，设计工程师可利用数据库筛选相似零部件进行选型优化，以避免相似零件过多造成的管理困难，快速提高零部件通用化率；

3）更加便捷地进行零部件整合优化：通过数据平台，结合零部件使用次数、产品借用率、相关的国标、行标、团标及企标要求，可以更加方便快捷的进行零部件整合及优化；

4）为产品策划开发提供新思路：通过产品地图可以快速直观的找出产品分布空白地带，从而更加简捷地提出研发新方向。

4 总结及展望

本论文中，我们运用模块化、系列化的知识，通过对产品平台化设计的研究，将转换器产品平台系统的呈现出来。在纵向分析方面，设计了完整且系统的产品结构层次架构图，横向对比方面，设计了功能分布明确的产品地图。两相结合，为后续的产品策划开发提供了有力依据和数据参考。除此之外，通过对产品可视化数据平台的应用，以期达到提升开发效率和降低开发成本的目的。

在完成上述设计分析的同时，我们也将完善产品平台及CBB 的管理制度，运用PDCA 的手段管理产品平台，真正做到其更新有序、支撑有据。在未来，我们将打造产品平台手册，持续更新，以便于转换器产品研发的设计工程师参考使用，做到知识的可持续发展。