研发主题知识库系统开发与实施

张愉

研发主题知识库系统开发与实施

张愉

（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230601）

研发设计过程中形成的组织记忆力、知识资源的管理手段落后，及时性、共享性、唯一性、易用性难以保障，知识的价值未能得到充分地发挥和应用等问题。研发主体知识库的开发能实现数据的共享、重用及快速查询，有效地增强数据的管理。

检查表；断面

引言

随着汽车行业竞争越来越激烈，汽车产品的开发周期要求越来越短，对市场机遇的捕捉也越来越紧迫；在不断增加的市场压力下，各个汽车企业都在逐渐重视技术积累，加强技术数据的管理、共享和分析，通过对竞品数据和自有产品数据资料的管理，建立企业的数据共享平台成为行业通用的解决方案。在激烈的行业环境中生存、发展，需要注重数据积累和数据价值挖掘，提升技术研发水平；而技术水平的提升也应伴随着管理的提升，管理创新，积极推进基于信息化的现代化管理系统，不断超越学习标杆；大力建设产品数据库，通过数据的积累和数据分析支撑经营决策、研发决策，为研发过程提供数据支撑，实现高效研发。随着数据分析工作的不断深入，对于数据本身价值和关联价值的分析研究工作出现一定程度的限制，缺少一个统一的数据共享平台的数据支撑。目前大多数主题知识均是用Word文档或是Excel文档进行管理，既没有规范的模板，又不方便进行查找及管理。此问题已成为迫在眉睫的问题，典型断面库、检查表库的管理需进行解决。

1 各研发知识库系统概述

研发设计过程中形成的组织记忆力、知识资源的管理手段落后，及时性、共享性、唯一性、易用性难以保障，知识的价值未能得到充分地发挥和应用等问题[1]。因此逐步进行了设计检查表库、典型断面库的开发与实施。

（1）设计检查表库：内嵌产品全生命周期管理系统，通过将不同阶段的检查结果与零部件、图纸状态提升相绑定，实现流程化的检查。通过检查软件信息化，将可做可不做的检查变为必做，保证了检查效果。同时，通过设计问题与检查记录的反查，可以实现设计检查数据的持续积累。

（2）典型断面库：建立典型断面库系统，通过实现车型典型断面库的管理与应用以及断面知识的传承和积累，最终达到提升设计效率的目的。系统主要包括断面数据录入、分类查询、分类比较、图形显示、参数查询以及CAD集成调用等功能。断面库的标准定义由用户完成。

2 实施方案

2.1 设计检查表库

根据业务及系统管控机制建立检查表库，实现检查表模板管理、检查表实例数据管理、检查表状态管理、检查表审批与发放流程管理、检查表电子签名、检查表数据导出、检查表权限管理等功能。

检查表的更新以各类与设计有关的市场问题、制造问题、验证问题或最新的设计资料、标准要求、设计关注点等为主要依据，以动态更新和定期更新相结合的方式进行。

2.2 检查表编制要求

在设计检查项目的建立过程中，遵循“唯一性、简洁性和可执行性”的总体原则，唯一性是指检查表中所列项目必须是范围很小的、具体单一的问题，而不是一个问题包含几个小问题。可执行性是指检查表中所列项目必须是可执行的，可以用“通过”“不通过”或“不适用”来回答，而不是一段说明资料。重点关注易出问题点与已发生过的问题点，提炼后列入检查项。依据或目标值可直接引用已发布的标准。可配图进行辅助说明。检查表中所列项目，不仅关注设计中know-what，更要关注设计背后的know-how。

2.3 检查表内容

每个检查表都包含八大方面，以具体工程技术方面为主进行列项，包含对设计功能的要求、可靠性的要求、系统子系统与零部件的关系、计算机仿真分析和台架试验结果、设计失效模式分析（DFMEA）、对可制造和装配工艺性的分析、试验设计与匹配的变差分析、与标杆的差异性分析。

（1）对设计功能的要求：将来自用户的需求、法规、标准的需求、使用环境的需求及项目策划的方案，转化为具体的设计特性。

（2）可靠性的要求：对可靠性进行设计，关注是否设立了可靠性目标，可靠性目标的合理性、验证方法、验证条件。可靠性目标可来自竞品、质量目标或顾客期望的可维修性。

（3）系统、子系统与零部件的关系：对同级相关接口界面进行要求，同时关注零部件、子系统在系统中的作用与要求：子系统内组件关系识别是否齐全；子系统相关外部组件关系识别是否齐全；零部件与系统、零部件与零部件等相互关系表达是否准确；子系统、零部件的功能是否能实现系统的要求。

（4）计算机仿真分析和台架试验结果：重点检查通过虚拟技术或试验对设计要求达成情况的验证[2]。是否进行了结构强度分析并符合要求，是否进行了刚度分析并符合要求，是否进行了模态分析并符合要求。

（5）对可制造和装配工艺性的分析：可制造及装配工艺性分析是一种同步技术过程，用来优化设计功能、可制造性和易于装配之间的关系。它包括可制造性与可装配性两个方面，可从以下几方面来进行考虑：设计、概念、功能或制造对变差的敏感性、制造装配过程、尺寸公差、性能要求、部件数、过程调整、材料搬运。

（6）试验设计与匹配的变差分析：装配时产生的变差分析是一种模拟装配过程并检查公差积累、统计参数、敏感性的调查分析技术。

（7）过盈匹配系统的各尺寸的变差分析（安全过盈量要求）。

（8）与标杆的差异性分析：结构差异性对标分析是否齐全；材料（材质、金相、表面处理）差异性对标分析是否全面；焊接工艺（焊点分布、几层板、厚度、焊接强度、焊接结构等）的对标分析是否齐全；装配工艺（装配顺序、装配空间、装配工具要求及工时等）的对标分析是否齐全；密封结构（密封材料、断面分析、密封尺寸链）的对标分析是否齐全；流场分析（气流、水流、电泳液、地面飞溅物防护等）是否全面；数模与标杆件的对比检测是否完全；润滑介质（油质、耐温性能、用量）对标分析是否齐全。

图1 业务场景

3 典型断面库

系统不仅具备断面数据录入、分类查询、比较等功能，还能实现图形显示、参数查询以及集成调用开发能功能，该系统能完成所有车型的典型断面库的管理与应用，实现断面知识的传承和积累，提升设计效率。主要包括以下几方面：

（1）车型大类管理：提供对产品大类、车型的分类管理以及对断面分布图和断面目录的编辑功能，用户可以根据断面分布图的缩略图来选择需要查看的具体断面分布图。

（2）编辑断面分布：利用TYCAD对断面分布图进行编辑，编辑完成后可以对断面序号进行快速驱动。断面分布图的编制由指定的管理员统一完成。

（3）断面详细信息管理：管理员可以对断面详细信息进行编辑。

（4）关联文档管理：根据所的车型，在关联文档里自动显示该断面编码和关联的文档列表，可以对文档列表进行移除、添加、删除等操作，普通用户可以进行预览、下载、打开等操作。

（5）断面比较功能：可以使用打开断面比较窗口，可以进行断面参数和断面形状比较。

（6）与CATIA集成：可以在CATIA软件中直接调用断面数据。

（7）历史数据导入：提供导入工具，将现有Excel文件中断面数据导入到典型断面库中。只导入文本数据，对图片数据不支持导入[3]。

图2 断面库：断面比较图

4 数据库创新点

4.1 填补空白

该项目根据用户实际需求的提出，定制开发与实施，全面应用，结合企业标准进行定制化开发，系统具有独创性，并形成了研发主题知识库管理平台。

4.2 技术创新

技术上也进行了创新，研发主题知识库是通过长期的知识积累及用户的相关需求进行协同开发定制的，是一款具有自主特色的主题数据库。

4.3 方法创新

方法上的创新，建立研发主题知识库，提升研发知识快速检查、应用效率，深化知识的积累及资源的共享，构建组织记忆力，提升了工作效率、为设计评审提供依据；减少了重复犯错，提升了研发整体水平和质量，实现了设计方法的创新。

图3 检查表库

图4 检查表库

5 总结

通过研发主题知识库项目的实施，效果如下：设计检查表库项目的实施，实现了检查表知识的全员共享、重用及快速查询，为设计评审提供依据。典型断面库项目的实施，有效增强了断面数据的管理。目前已完成轿车60余个断面的录入，用户可以方便地进行断面资料的查找，断面与相关数据进行关联，并可以快速进行断面比较，有效设计人员的工作效率；通过系统流程控制，保证检查过程的规范性，便于实时了解和监督检查情况，及时给予风险预警。在产品研发设计、测试、制造过程中累积知识、信息、数据和经验教训，不断完善检查项、检查表库，提高研发设计质量。通过本项目的实施，实现产品研发过程精细化和可执行化管理的有效工具。

[1] 杨磊,范习民,钱多德,等.发动机研发竞品数据库框架搭建[J].机械工程师,2015(12):168-171.

[2] 冯玉明,高世萍,徐跃,等.面向整车研发的电磁兼容数据库建设[J].安全与电磁兼容,2020(03):76-81.

[3] 左辉荣,越野摩托车基础数据库与设计仿真平台研发[Z].重庆市,中国嘉陵工业股份有限公司,2011-12-20.

R&D Thematic Knowledge Base System Development and Implementation

ZHANG Yu

( Anhui Jianghuai Automobile Group Co., Ltd., Anhui Hefei 230601 )

The management methods of organizational memory and knowledge resources formed in the process of R & D and design are backward, timeliness, sharing, uniqueness, and ease of use are difficult to guarantee, and the value of knowledge has not been sufficient.

Check list; Section

C931.9

A

1671-7988(2021)20-225-03

C931.9

A

1671-7988(2021)20-225-03

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.020.059

张愉，就职于安徽江淮汽车集团股份有限公司。