工程机械数字化手册结构化技术研究与应用

江苏徐工工程机械研究院有限公司□丁新星 赵 峰

1 引言

当前， 由于客户定制需求、 产品数据量日益增加以及竞争对手的产品功能不断增强， 工程机械产品复杂度越来越高。 市场竞争激烈引发产品上市周期越来越短。 此外， 伴随全球化进程要求， 多语言当地化的发布需求强烈。 由于数字化媒体的发展， 网页、 移动端的查询需求日增。 传统技术文档的构建方式， 无论是交付时间， 还是交付质量都难以满足要求。

随着数字化发布时代的到来， 发布方式从传统的单终端、 单形态和单一传播途径逐步向多终端、 多形态和多渠道传播转型。 作为承载这一转型要求的结构化文档技术， 提供了统一、 完善和标准的数字化手册发布的技术解决方案。

许多学者针对技术文档的结构化给出了有价值的研究成果。 在航空领域针对技术出版物信息进行了有效的组织， 并制定了详细的规定。 在轨道交通行业通过研究技术信息管理平台， 实现技术信息发布和知识共享。 并对增强现实 （Augmented Reality） 技术辅助维修及其与交互式电子 技 术 手 册 （ IETM -Interactive Electronic Technical Manual） 的结合进行了初步探索。 当前工程机械产品更新迭代速度快、 定制化程度高， 变品种、 小批量的特点明显， 提供精准的售后维修技术信息对售后服务具有重要意义， 对提高企业的利润有直接的影响。 因此， 提供一种面向工程机械产品的技术文档结构化设计方法并进行应用是解决上述问题的有效手段。

2 数字化手册结构化分析

（1） 元素

工程机械产品数字化手册中包含的信息元素主要为技术插图、 三维模型及动画、 参数、 文本包括段落与表格。 其中， 技术插图作为重要的售后技术指导信息， 在手册中出现频率高。 随着数字化技术的发展， 三维模型作为一种特殊的信息，与用户的交互效果好， 指导性高。 因此在数字化手册结构化制作时， 必须考虑模型组合展示方法。

（2） 模块

数字化手册中的详细内容描述通常以业务场景进行模块区分， 具体包括以下模块：

图解零部件——提供组成产品的零部件列表及三维图解；

操作——对产品进行操作使用的必要信息；

拆装——对产品进行拆卸或安装的程序；

保养计划——描述产品的维修计划信息， 如保养周期表；

故障排除——描述产品的故障现象、 分析及解决方法；

原理——对产品的控制或系统运行以图形的方式进行说明；

参数表——对产品的性能相关参数合集以表格的方式说明；

描述——描述产品的构造、 功能和用途。

每一种模块的内容都具有严格的描述规则，如拆装模块包括拆装前准备、 拆装步骤、 收尾工作。 故障排除模块包括故障现象、 原因分析、 调试运行。 这些模块同产品的各系统、 零部件有直接的对应关系， 如起重臂→副臂→安装、 总成→操纵室→座椅操作等。

3 结构化模型建立

（1） 服务物料清单（Service Bill Of Material）

SBOM 在机械产品全生命周期管理中有着广泛应用， SBOM 是企业精准服务的重要基础技术数据。 SBOM 主要由结构、 时间两个维度子集构成。

其中结构信息主要包括SBOM 中产品的结构组成， 结构相关内容包括：

a1——零部件的上下级关系；

a2——面向服务的属性， 如维修周期；

a3——几何要素， 如模型图解。

SBOM 同产品全生命周期对应， 按设计、生产、 交付三个阶段分为：

St1——型号SBOM；

St2——订单SBOM；

St3——实例SBOM。

SBOM 按结构节点在不同的产品生命周期阶段表达为：

（2） 模块化设计

为便于在数据库中更好地管理模块， 需要为模块设置相关属性， 主要包括：

（1）探区优选。目标区选择遵循三条原则，即对区域层序地层、沉积体系和储层分布规律认识清楚；油藏基本达到含油叠合连片；具有一定的储量规模能够取得较好的经济效益。为准确选区，需要开展精细层序地层及沉积体系研究、砂体分布规律研究、油气成藏条件评价、有利含油区块对比与选择4方面的研究工作，在此基础上最终确定精细勘探有利区块。

编码——包含规则的惟一标识；

名称——关键词描述；

状态——模块所处的状况， 如正在工作， 已发布等；

创建者——创建账号；

关联物料——对应的系统或零部件；

引用情况——与其他模块关联的情况。

模块的属性信息表达为：

模型的技术内容信息由相关元素按特定规则组合形成， 并进行样式定义。 基于规则的内容组合表达为：

数字化手册各模块由文本、 图片、 模型等一种或多种元素组合形成。 而所描述的对象可分为总成、 系统、 分系统、 部件、 零件。 以SBOM 为架构， 通过模块的关联物料属性将模块链接到SBOM 中的相关节点， 形成交叉链接的立体模型。

定义模块的对应物料属性为S2， 则某型号产品设计阶段的手册结构化定义为：

某台产品交付阶段的手册结构化定义为：

数字化手册结构化立体模型关联关系如图1所示：

图1 文档结构化内部关系图

（4） 关键技术特征解析

1） 文档与格式分离

传统的文档制作很大的工作量是排版， 大大影响了工作效率。 通过技术文档结构化将元素、模块进行格式封装， 形成统一规范的标准化模板。 在调用元素进行模块制作时， 形成标准化排版布局。 对Word 进行二次开发， 建立工具按钮， 封装格式， 并建立与数据库的联系。 将样式制作与内容分离， 工程师可以专注于技术术语建设和内容创作。

2） 信息关联

数字化手册包含大量的技术内容， 其中面向不同业务场景如使用、 维修时需要生成单独的文档如使用手册或维修手册。 而排除故障时又需要拆装信息。 因此模块与模块、模块与系统之间需要信息交互。 实现此种交叉链接的主要方式是通过模块的编码属性。编码通常分为两部分内容： 归属系统信息（如液压系统为01、 电气系统为02） 和模块类型信息 （如原理类为01、 拆装类为02）。通过此编号可提供面向某一系统的全部技术信息或面向某一业务的所有物料的技术信息。模块与模块之间的关联通过模块的引用情况属性实现。 建立引用时需要注明目标模块编码。 模块中元素与元素的关联通过元素的标签链接实现。

3） 多语言输出

通过梳理产品手册中出现的词汇， 总结为专业技术术语、 常用词汇和编写规则。 根据术语在翻译系统形成对应多语言词库。 在进行模块内容设计时， 编写规则形成标准进行干预。 在模块完成时， 输出中性文件， 导入翻译系统， 实现自动翻译。 翻译完成后人工介入进行校对， 最终实现多语言发布。 通过基于结构化制作的多语言设计， 提高翻译效率及内容可读性， 使篇幅大量减少， 显著降低翻译成本。

4） 快速变更

设计改进引发的手册信息内容更新在影响范围中有严格的要求， 更新的内容需要与产品实物更新关联。 由于数字化手册已经与SBOM 关联，而SBOM 又具备实例化的特点， 通过型号→订单→台车实例的逻辑关系得到变更模块影响到的相关产品。 因此按结构化设计方法可以快速实现模块的变更数据传递， 支持文档内容的快速更新和发布。

4 应用

数字化手册结构化业务流程包含以下内容：

1） 产品设计完成， 开始手册结构化设计任务；

2） 调用元素库， 进行模型、 BOM、 文本、图片等元素设计；

3） 调用模块库， 进行模块设计及元素实例化；

4） 通过样式库， 选择发布形式， 组合形成完整文档；

5） 通过审签流程发放。

发布后， 用户可以基于网页从产品结构树查询相关物料技术信息， 同时可以根据信息类型查询所有物料的技术信息。 如图2 所示。

图2 数字化手册展示示意图

5 结论

本文提出一种面向工程机械服务的技术文档结构化制作方法， 用于快速精准构建数字化手册。 与传统的产品服务技术文档构建相比， 建立了手册中各种信息的链接与交互， 建立了统一的公共源数据库， 提高了数据的准确性。 同时以服务的角度组合信息形成指定业务手册， 提高了服务工程师的工作效率及客户满意度， 为企业利润提供增长点。 未来将进一步扩展与增强现实及远程故障诊断结合， 增强人机信息交互能力， 支撑辅助维修信息数据库建设， 促进企业形成智能服务的运维体系。