冷媒全流程信息化技术的研究与应用

杨 清 杨 民 施清清

（珠海格力电器股份有限公司 珠海 519070）

引言

GB 21455-2019《房间空气调节器能效限定值及能效等级》于7月1日正式实施。被称为“史上最严能效标准”的新版能效标准是继1989年第一版能效标准发布以来的第7次发布与修订,首次将变频空调和定频空调的能效标准统一起来，整体提升家用空调的能效入门标准[1]。 空调行业的发展致力于满足顾客需求，发展健康化、智能化。在行业集中度不断提高的基础上，随着生活品质不断改善，过程管控能力及能效要求的不断提升，冷媒种类及灌注量直接影响着空调整机能效。目前行业内从冷媒来货到冷媒站充注，如图1所示，再到整机灌注都需要人工核对相关信息并进行纸质记录，依靠人工巡查的管控方式较为落后，无法对数据进行实时监控追溯，冷媒灌注过程不可控。为杜绝冷媒质量异常，本文对全流程进行梳理，通过优化全流程、设计管道连接与灌注防错、信息化管控技术等，消除潜在的质量管控风险。

图1 冷媒全流程简图

1 冷媒全流程优化

空调制造行业的现状趋于依赖信息化技术，信息化需要在行业中得到具体应用[2]。针对冷媒输送和灌注过程容易突发的异常，专项采取先进措施改善，有效控制住问题点，有目的性的进行解决和防范。

1.1 目视信息化

由于冷媒管道采用软管输送，管路错综复杂，维修管路费时费力。针对此现象将软管改用硬管，按照冷媒种类整齐排布，在管路上增加目视标识，如图2所示，区分不同种类的冷媒管路、备用管路等。不同种类冷媒以及不同用途的管道，对其接头进行优化设计，在管路接头处增加防错工装，实现硬件防错，防止对接时管路错接，避免冷媒输送错误。

图2 管路目视化及整齐分布

1.2 灌注信息防错

在空调制冷行业，灌注冷媒岗位目前大部分仍然采用的是人工灌注或半自动化灌注，而不是完全的自动化灌注[3]。依靠人工自主核对整机所需要灌注的冷媒种类，过程存在不可控性。研究发现给每个生产订单建立数据库，通过制造执行系统（MES）配备扫描枪扫描零部件条码进行识别，可以达到防错目的[4]。整机生产过程带有的流程信息中包含MES条码，在整机灌注前进行MES条码扫描识别，可以调取并识别系统中该机型所需灌注的冷媒种类以及灌注量。采用这种智能关联的方式可以确保整机灌注时冷媒符合明细要求，使整个过程可控。

灌注机对整机进行灌注时，允许设置补偿量，该补偿量在设置时无上限，输入补偿时容易误输。在灌注机原有设定上增加补偿限定，由原来的无上限改进为上下限±20 g，如图3所示，代替手动更改补偿，避免异常灌注现象。

图3 冷媒补偿量设定改善

同时，在整机需要二次灌注时，通过人为盖章确认的方式存在灌注异常整机流入下工序风险。所以，在MES信息管理系统中增加冷媒二次灌注检验项，将其与灌注系统进行关联互锁，如图4所示，达到冷媒二次灌注与打包互锁防错的目的，杜绝将漏灌冷媒或灌注异常的整机打包入库。

图4 二次灌注与打包互锁

2 信息无纸化记录

身处信息化高速发展的时代，研究应用信息化技术可以对全流程的数据记录和监控方式进行改进，提高生产的可靠性和生产效率。研究表明，相比传统纸质记录，电子记录能提高工作效率，保证规范性，提高正确率[5]。

2.1 数据记录优化

冷媒来货数据主要包括来货车次、冷媒种类、冷媒重量等，纸质记录多项数据显得尤为繁琐，记录准确性不可控。冷媒卸货前需要对冷媒进行水分测试，符合要求方可卸货，继而输送至生产线使用。研究开发“冷媒送测信息化管理系统”对冷媒水分测试数据以及检验结果进行记录和自动审核，可以节省审核流程所用时间。

在整机灌注过程中，进行自动称重，称重机与计算机对接进行称重数据的记录与保存。

利用信息化对冷媒全流程涉及数据进行记录，取代人工核对记录方式，增强空调行业对冷媒称重过程的管控能力。

2.2 数据追溯

指派员工每天进行数据监控，记录好全流程各个环节点的重要信息。员工监控数据的方式，在一定程度上有效，但不能长久，外部环境与自身的不定因素都会影响员工在过程中对数据的监控、记录效果，容易出现失效环节。

在信息化时代，依靠电子信息辅助监控的潮流不可阻挡，我们在冷媒全流程的管控过程中，运用“冷媒信息追溯系统”，如图5所示，记录和监控各个环节的数据，实现数据保留的永久性和可追溯性。

图5 冷媒信息追溯系统

对冷媒全流程数据进行有效监控和追溯，便于我们了解从冷媒输入到产品输出的具体信息。掌握了全流程的信息，在处理冷媒灌注异常问题或是能效偏低问题时，我们都能做到有迹可循、有理可依。通过数据进行排查问题环节，防止问题遗留并迅速进行处理，有效的保障空调质量以及提高顾客满意度。

3 精准测试

冷媒在整机灌注之后，需要进行在线测试，通过观察电流、运转功能测试，判断冷媒是否灌注异常以及整机运行是否可靠。通过人工计算一个可信度高的范围，然后依据该范围人为判定电流是否合格，如图6所示。人工读取偏差较大，熵检测试范围较广，测试无法全面涉及，存在局限性。

图6 人工读取判定

对整机在线运转测试增加精准测试项，如图7所示，在冷媒回收前对电流、电压等相关数据进行稳态精准检测，为整机运转判定奠定数据基础。开发熵检自动精准判异功能，按照不同机型制定标准要求，对测试电流进行自动判定（合格/不合格），如图8所示。

图7 精准测试

图8 熵检自动判定

4 实用案例

某基地出现冷媒批量（数万台）灌错事件，给企业带来极其严重的损失。为严格控制整机冷媒使用符合性，杜绝冷媒使用错误问题，该基地从目视化管理、硬件防错等方面，打通从输入到输出的全流程管理。对灌注车停车位进行目视信息化改进，硬件防错落实R32/R410A冷媒管道接头规格大小不同，同步落实物理防错，两个冷媒站分厂建造，管路接头如图9所示。

图9 管路接头

该基地同步采用信息化技术，对全流程数据进行记录和管控，对冷媒灌注进行智能防错，有效的避免了冷媒批量灌错事件再次发生。

5 结论

冷媒全流程的管控，离不开技术的研发和应用。想要对整个流程长期有效的控制和防错，信息化技术取代人工的趋势势不可挡，合理开发和利用信息化技术，对空调行业的发展有利无害。