李英杰，殷藝嘉，張 盼

（奧的斯電梯（中國）有限公司，天津 300457）

0 引言

電梯在日常生活中的應(yīng)用是非常廣泛的，為了滿足不同客戶群體的需求，電梯產(chǎn)品的非標(biāo)比率也越來越高[1]。為了更快速地響應(yīng)越來越多客戶定制化非標(biāo)需求，實(shí)現(xiàn)快速設(shè)計(jì)目的、提升公司產(chǎn)能、提高產(chǎn)品交付能力、適應(yīng)市場的激烈競爭態(tài)勢，依據(jù)當(dāng)前公司的實(shí)際設(shè)計(jì)情況，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品配置設(shè)計(jì)技術(shù)、模塊化技術(shù)與參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)。相較于其他的電梯非標(biāo)設(shè)計(jì)系統(tǒng)[2]，本文設(shè)計(jì)研發(fā)的系統(tǒng)將非標(biāo)電梯產(chǎn)品部件劃分為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品固定配置部件、參數(shù)化設(shè)計(jì)系列部件和非標(biāo)參數(shù)定制化系列部件3大部分，這些部件分別按產(chǎn)品配置設(shè)計(jì)、參數(shù)化設(shè)計(jì)、模塊系列化選配處理，處理后電梯子系統(tǒng)為標(biāo)準(zhǔn)組合在一起形成單臺(tái)電梯的物料BOM。此外，通過VBA編程將前端銷售錄入的整機(jī)參數(shù)自動(dòng)載入，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)的參數(shù)化訂單及編制的非標(biāo)訂單可自動(dòng)導(dǎo)出電梯的物料BOM清單，實(shí)現(xiàn)了電梯非標(biāo)產(chǎn)品的自動(dòng)化設(shè)計(jì)。此系統(tǒng)已在公司各產(chǎn)品的非標(biāo)電梯合同中批量試用和驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)了非標(biāo)電梯的快速設(shè)計(jì)。

1 非標(biāo)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的分析

面向訂單的電梯設(shè)計(jì)流程，基本原則是依據(jù)客戶訂單的需求，結(jié)合企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品先進(jìn)行系統(tǒng)計(jì)算，然后針對(duì)無法按照標(biāo)準(zhǔn)配置的結(jié)構(gòu)模塊進(jìn)行人工非標(biāo)處理，這樣的處理方式造成人工成本高，工作效率低下[3]。針對(duì)公司目前非標(biāo)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)非標(biāo)合同中重復(fù)性的非標(biāo)設(shè)計(jì)工作占到公司總發(fā)運(yùn)臺(tái)量的75%~80%，非標(biāo)比例較大，由于大多數(shù)的非標(biāo)設(shè)計(jì)均為人工非標(biāo)處理，易出現(xiàn)人為設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，產(chǎn)生質(zhì)量問題。而這些合同的非標(biāo)需求主要集中在轎廂尺寸的長、寬、高尺寸變化、額外裝修超重標(biāo)準(zhǔn)配置范圍、開門尺寸（開門高、開門寬）的變更、轎門系統(tǒng)的變更、單開門改為貫通門、轎廂圍壁材質(zhì)變化、轎底裝修預(yù)留厚度等等。針對(duì)這些種類的非標(biāo)需求，可以采用模塊系列化技術(shù)、參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)相結(jié)合方式進(jìn)行非標(biāo)設(shè)計(jì)。轎廂系統(tǒng)3個(gè)方向的尺寸參數(shù)變化，主要涉及轎壁排布變化、轎頂、轎底、裝飾吊頂?shù)耐庑纬叽缱兓?，適用于模塊系列化進(jìn)行處理；而轎架方面的變化則較為復(fù)雜，涉及外轎底框架、下梁、上梁、側(cè)梁、防護(hù)欄等部件變化，適合于參數(shù)化的自動(dòng)設(shè)計(jì)；開門尺寸的變化主要涉及門楣裝配、操縱盤圍壁、左右前壁和轎門系統(tǒng)的尺寸及位置的變換，也較為適用于模塊系列化進(jìn)行處理。

基于上述的詳盡分析提出一種結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品固定配置設(shè)計(jì)（標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)訂單）、非標(biāo)模塊化技術(shù)與參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)的總體設(shè)計(jì)思路（非標(biāo)參數(shù)化設(shè)計(jì)訂單）。將非標(biāo)電梯產(chǎn)品部件劃分為3大模塊：標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品固定配置部件、參數(shù)化設(shè)計(jì)部件、非標(biāo)模塊化系列部件；這些部件分別按產(chǎn)品配置設(shè)計(jì)、參數(shù)化設(shè)計(jì)、模塊化選配處理，處理后再以合同非標(biāo)BOM表的形式組合在一起形成每臺(tái)電梯的投產(chǎn)物料BOM清單。標(biāo)準(zhǔn)配置部件主要是一些通用的電梯配件如：T型導(dǎo)軌、導(dǎo)軌支架、曳引鋼絲繩∕鋼帶、曳引機(jī)、限速器∕漲緊等；這些部件主要依照其使用條件進(jìn)行自動(dòng)配置設(shè)計(jì)[4]。參數(shù)化設(shè)計(jì)部件通過參數(shù)化進(jìn)行自動(dòng)設(shè)計(jì)，主要包含轎底架、上轎底、立柱、頂部吊掛、轎頂?shù)炔考?。模塊系列化部件主要依據(jù)參數(shù)進(jìn)行模塊配置設(shè)計(jì)，主要包含轎廂、轎門、門橫梁、前壁板、操縱壁等[5]。而對(duì)于前述分析傳統(tǒng)的非標(biāo)設(shè)計(jì)均有人工處理的種種不足，應(yīng)減少人工參與，利用非標(biāo)設(shè)計(jì)系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工錄入電梯參數(shù)及手工編寫B(tài)OM清單，則需要此系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，更加智能?？紤]增加非標(biāo)設(shè)計(jì)系統(tǒng)自動(dòng)載入整機(jī)參數(shù)及自動(dòng)導(dǎo)出電梯BOM清單的功能，將電梯整機(jī)參數(shù)先由公司的MOF系統(tǒng)導(dǎo)出電梯參數(shù)系統(tǒng)文件，利用該系統(tǒng)的載入?yún)?shù)功能（Load MOF）將參數(shù)名稱對(duì)應(yīng)的參數(shù)值導(dǎo)入非標(biāo)設(shè)計(jì)系統(tǒng)，這些參數(shù)會(huì)參與電梯部件的選型及參數(shù)的計(jì)算，最后利用自動(dòng)導(dǎo)出BOM功能（Run）導(dǎo)出部件BOM清單，完成此部件的非標(biāo)設(shè)計(jì)工作。

2 選用Excel軟件平臺(tái)

比較Excel軟件和3D軟件，選用Excel作為本項(xiàng)目開發(fā)的平臺(tái)，主要從以下幾個(gè)方面考慮。

（1）3D軟件大部分僅使用于產(chǎn)品的研發(fā)階段，在實(shí)際發(fā)運(yùn)合同的非標(biāo)設(shè)計(jì)并不需要大量的應(yīng)用。

（2）公司歷史遺留下來的資料大多是二維平面圖紙、掃描圖紙資源，缺少對(duì)應(yīng)的參數(shù)化、模塊化的3D模型。

（3）采用3D軟件平臺(tái)，具有開發(fā)周期長、成本高、不易維護(hù)和移植應(yīng)用于其他梯型中等諸多劣勢[6]。

（4）Excel軟件的巨大優(yōu)勢：其自身內(nèi)置了大量的數(shù)學(xué)函數(shù)，具有強(qiáng)大的實(shí)時(shí)計(jì)算和邏輯判斷功能，計(jì)算速度快且高效，并集成VBA二次開發(fā)工具，由用戶自定義開發(fā)等[7]。Excel作為一款優(yōu)秀的開放式開發(fā)平臺(tái)，為非標(biāo)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了必要的技術(shù)條件。

3 非標(biāo)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的構(gòu)建與實(shí)現(xiàn)

非標(biāo)電梯產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，可依據(jù)部件的屬性不同可分別采用配置設(shè)計(jì)、模塊化配置設(shè)計(jì)、參數(shù)化設(shè)計(jì)方法進(jìn)行處理[5]。針對(duì)通用部件的配置設(shè)計(jì)，可借助企業(yè)現(xiàn)有的自動(dòng)配置設(shè)計(jì)系統(tǒng)完成。而針對(duì)合同個(gè)性化要求部件，可采用非標(biāo)模塊化與參數(shù)化及標(biāo)準(zhǔn)配置相結(jié)合方式解決，利用非標(biāo)設(shè)計(jì)系統(tǒng)自動(dòng)載入電梯參數(shù)，通過ODS選擇電梯選用的部件（包括標(biāo)準(zhǔn)部件與非標(biāo)部件），自動(dòng)生成實(shí)際投產(chǎn)物料BOM，此BOM既包含標(biāo)準(zhǔn)配置的部件，同時(shí)也包含非標(biāo)參數(shù)化設(shè)計(jì)的部件，將其自動(dòng)生成的物料BOM整合至企業(yè)現(xiàn)有東大系統(tǒng)及ERP系統(tǒng)中。

3.1 模塊化配置設(shè)計(jì)模塊的構(gòu)建

系統(tǒng)非標(biāo)模塊化是基于非標(biāo)系列化、通用化邏輯而建立的，因而其思路遵循以下步驟。

（1）制定非標(biāo)規(guī)則和劃分系列化范圍

非標(biāo)規(guī)則和系列化范圍是實(shí)現(xiàn)通用化的非標(biāo)部件的建立的根本依據(jù)，通過建立起相對(duì)完善非標(biāo)規(guī)則和系列化范圍，才能達(dá)到應(yīng)對(duì)大量非標(biāo)需求的目的。通過對(duì)目前最常見的非標(biāo)類型（轎廂加高，轎廂凈寬、凈深變化，開門尺寸變化，額外裝修重超標(biāo)）進(jìn)行系統(tǒng)分析，建立了相關(guān)非標(biāo)設(shè)計(jì)規(guī)則和非標(biāo)系列化范圍（如：轎廂高度系列范圍、轎廂深度變化規(guī)則等）。以轎頂為例，制定標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)與非標(biāo)設(shè)計(jì)的適用范圍，圖1所示為轎頂標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍，圖2所示為非標(biāo)設(shè)計(jì)的適用范圍。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)適用范圍

圖2 非標(biāo)設(shè)計(jì)適用范圍

（2）根據(jù)系列化范圍創(chuàng)建相應(yīng)的非標(biāo)部件

依據(jù)非標(biāo)系列化的規(guī)劃范圍，逐步創(chuàng)建非標(biāo)部件。按照目前最常見的非標(biāo)類型創(chuàng)建系列模塊化部件（如：轎廂左、右前壁、門燈橫梁、轎廂壁板、轎門、廳門、吊頂、轎頂?shù)认嚓P(guān)部件）。對(duì)于滿足標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)選件條件的部件，無需非標(biāo)設(shè)計(jì)按照標(biāo)準(zhǔn)配置標(biāo)準(zhǔn)部件件號(hào)處理即可。對(duì)不滿足標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)而滿足非標(biāo)設(shè)計(jì)適用范圍，按照部件件號(hào)-合同號(hào)的方式處理。以轎頂部件為例，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)不滿足門口偏置的非標(biāo)項(xiàng)，而非標(biāo)設(shè)計(jì)范圍可滿足，所以，非標(biāo)設(shè)計(jì)系統(tǒng)跑出部件件號(hào)-合同號(hào)的形式（圖3），以表示與標(biāo)準(zhǔn)部件的不同。

圖3 非標(biāo)部件

3.2 自動(dòng)載入電梯參數(shù)的實(shí)現(xiàn)

電梯參數(shù)是電梯設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，以往的電梯設(shè)計(jì)往往是手動(dòng)錄入?yún)?shù)。這樣不但會(huì)耗費(fèi)非標(biāo)設(shè)計(jì)的時(shí)間，而且人工錄入的疏忽也會(huì)增加參數(shù)錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)，最終導(dǎo)致整臺(tái)電梯或部分功能不符合客戶的要求，造成產(chǎn)品質(zhì)量反饋。通過MOF系統(tǒng)得到目標(biāo)合同電梯的參數(shù)，基于Excel的VBA程序，增加宏文件（Load MOF）對(duì)自動(dòng)錄入?yún)?shù)的功能進(jìn)行VBA編程。設(shè)計(jì)者只需要點(diǎn)擊LOAD MOF按鈕，系統(tǒng)自動(dòng)回利用中間input文件抓取MOF系統(tǒng)的電梯參數(shù)，在非標(biāo)ODS中找到對(duì)應(yīng)的電梯參數(shù)名稱并賦值，從而實(shí)現(xiàn)從MOF系統(tǒng)電梯參數(shù)到非標(biāo)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的自動(dòng)導(dǎo)入功能，如圖4所示。

圖4 電梯參數(shù)自動(dòng)導(dǎo)入

實(shí)現(xiàn)自動(dòng)載入?yún)?shù)編程代碼如下：

3.3 自動(dòng)生成部件BOM的實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)的核心是開發(fā)基于Excel的VBA程序，增加宏文件Run，如圖5所示，對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)則進(jìn)行運(yùn)算與處理，實(shí)現(xiàn)參數(shù)化自動(dòng)設(shè)計(jì)，生成適用于指導(dǎo)供應(yīng)商生產(chǎn)的非標(biāo)部件參數(shù)BOM。在生成最終部件參數(shù)BOM前，需要建立此部件的基礎(chǔ)BOM，即該部件全部的參數(shù)BOM（以轎頂為例），根據(jù)電梯參數(shù)滿足標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)還是非標(biāo)設(shè)計(jì)范圍，來判定哪些部件非標(biāo)處理。綜合標(biāo)準(zhǔn)固定配置部件、標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)化部件及非標(biāo)設(shè)計(jì)部件（件號(hào)-合同號(hào)的命名形式），設(shè)計(jì)者只需要點(diǎn)擊Run按鈕，系統(tǒng)就會(huì)最終自動(dòng)生成該部件的BOM，如圖6所示。

圖5 基礎(chǔ)BOM表

圖6 部件BOM表

實(shí)現(xiàn)自動(dòng)生成BOM清單的編程代碼如下：

4 結(jié)束語

為應(yīng)對(duì)非標(biāo)需求的快速設(shè)計(jì)，減少人工非標(biāo)設(shè)計(jì)的時(shí)間，降低由于人工處理的疏忽帶來參數(shù)錄入及部件BOM清單的錯(cuò)誤風(fēng)險(xiǎn)，本文提出了一種結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品配置設(shè)計(jì)、模塊化技術(shù)與參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)的快速設(shè)計(jì)方案，并借助Excel平臺(tái)結(jié)合VBA二次開發(fā)工具成功地構(gòu)建了可自動(dòng)載入電梯參數(shù)，自動(dòng)生成非標(biāo)電梯快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了電梯的快速自動(dòng)化設(shè)計(jì)。目前此系統(tǒng)已在公司實(shí)際合同中投入使用并已驗(yàn)證其正確性，其優(yōu)越性明顯，能有效提高設(shè)計(jì)效率，自動(dòng)化程度高，提高公司產(chǎn)能，減少工作失誤，易于維護(hù)，開發(fā)成本低，可方便在不同梯型中切換應(yīng)用，為企業(yè)提供一種快速應(yīng)對(duì)市場需求變化的設(shè)計(jì)思路。