專用機(jī)械產(chǎn)品總裝報(bào)告自動(dòng)化生成系統(tǒng)開發(fā)

　　要：同位素產(chǎn)品生產(chǎn)專用機(jī)械總裝工序是決定設(shè)備性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。針對(duì)該設(shè)備總裝報(bào)告自動(dòng)化生成技術(shù)需求，明確了設(shè)備總裝報(bào)告的內(nèi)容結(jié)構(gòu)設(shè)置，設(shè)計(jì)了自動(dòng)化生成總體技術(shù)方案。采用MATLAB軟件開發(fā)了Word文件格式報(bào)告的自動(dòng)化生成系統(tǒng)，完成了程序流程、軟件界面及系統(tǒng)操作流程設(shè)計(jì)。對(duì)開發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用，給出了總裝報(bào)告自動(dòng)化生成示例及系統(tǒng)應(yīng)用效果評(píng)價(jià)情況。該系統(tǒng)對(duì)于專用機(jī)械總裝工藝質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)化水平提升具有現(xiàn)實(shí)意義。

　　本文源自姜磊， 機(jī)械工程師 發(fā)表時(shí)間：2021-05-10《機(jī)械工程師》雜志，于1969年經(jīng)國(guó)家新聞出版總署批準(zhǔn)正式創(chuàng)刊，CN:23-1196/TH，本刊在國(guó)內(nèi)外有廣泛的覆蓋面，題材新穎，信息量大、時(shí)效性強(qiáng)的特點(diǎn)，其中主要欄目有：機(jī)械設(shè)計(jì)與計(jì)算、機(jī)械制造與應(yīng)用、機(jī)械維修與診斷等。

　　關(guān)鍵詞：專用機(jī)械;總裝報(bào)告;自動(dòng)生成;軟件開發(fā);MATLAB

　　0 引言

　　同位素產(chǎn)品生產(chǎn)用機(jī)械是典型的高精密機(jī)械，該設(shè)備總裝工序完成質(zhì)量是決定其性能的關(guān)鍵因素。由于該設(shè)備通常以較大規(guī)模的數(shù)量裝備在試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)，設(shè)備總裝工序中涉及大量的裝配和測(cè)量操作，會(huì)形成大量的總裝參數(shù)信息。在總裝過程中，需要對(duì)包括關(guān)鍵部件編號(hào)、關(guān)鍵配合參數(shù)、關(guān)鍵性能測(cè)試等信息進(jìn)行準(zhǔn)確記錄并形成總裝報(bào)告。目前，該總裝報(bào)告編制主要采用人工處理方式，這導(dǎo)致關(guān)鍵裝測(cè)數(shù)據(jù)處理效率和數(shù)據(jù)利用率均處于較低水平，且數(shù)據(jù)獲取、整理及分析代價(jià)大，影響了該設(shè)備總裝工序的質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)化水平提升。

　　近年來，伴隨著各類機(jī)械研發(fā)水平提升及計(jì)算機(jī)軟件蓬勃發(fā)展，人們對(duì)于機(jī)械在生產(chǎn)、檢測(cè)、試驗(yàn)和應(yīng)用過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息的自動(dòng)化分析處理及報(bào)告自動(dòng)化生成技術(shù)的關(guān)注日益迫切。國(guó)內(nèi)外研究人員均開展了相關(guān)的研究工作。Heo Jeong等[1] 利用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)開發(fā)了事件分析報(bào)告自動(dòng)生成系統(tǒng)，并對(duì)報(bào)告質(zhì)量進(jìn)行了確認(rèn); Jing Zhang等[2] 基于多模式信息研究了相關(guān)性報(bào)告的自動(dòng)生成方法;Jorge Marx Gomez[3] 利用工具軟件Umberto實(shí)現(xiàn)了環(huán)境設(shè)置數(shù)據(jù)的采集與轉(zhuǎn)換及報(bào)告的自動(dòng)化生成;何偉等[4] 提出了一種以網(wǎng)絡(luò)信息交換協(xié)議為基礎(chǔ)的測(cè)試數(shù)據(jù)自動(dòng)生成方法，開發(fā)了艦船裝備軟件自動(dòng)化測(cè)試平臺(tái);鐵偉濤等[5] 采用C++編程實(shí)現(xiàn)了微波綜合測(cè)試報(bào)告的自動(dòng)生成;周啟等[6] 、王岑等[7] 、王宇林等[8] 采用LabVIEW軟件實(shí)現(xiàn)了測(cè)試數(shù)據(jù)報(bào)告的自動(dòng)生成;王煒等[9] 、孫劍[10]基于 MATLAB軟件研究了Word版本報(bào)告自動(dòng)技術(shù);金良峰等[11]、莊振春等[12]借助VBA編程開發(fā)了實(shí)驗(yàn)報(bào)告及數(shù)據(jù)報(bào)告的自動(dòng)生成系統(tǒng);王永剛等[13]采用VC編程實(shí)現(xiàn)了城軌列車模擬運(yùn)行報(bào)告的自動(dòng)生成;畢曉鳳等[14]、孔嘯等[15]利用VS. Net軟件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)報(bào)告的自動(dòng)生成，開發(fā)了相應(yīng)的報(bào)告系統(tǒng)。

　　從上述文獻(xiàn)研究情況可以看出，目前Umberto、C++、 C#、LabVIEW、MATLAB等具有代表性的軟件平臺(tái)均適用于報(bào)告自動(dòng)化生成系統(tǒng)的開發(fā)。考慮到MATLAB軟件具備較為全面、專業(yè)的數(shù)值分析能力，在對(duì)機(jī)械總裝工序中各類數(shù)據(jù)的后期收集、整理與分析方面具有一定優(yōu)勢(shì)，可提高裝測(cè)數(shù)據(jù)的利用水平。基于MATLAB軟件平臺(tái)，本研究開發(fā)適用于專用機(jī)械的總裝報(bào)告自動(dòng)化生成系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)裝測(cè)參數(shù)處理、總裝報(bào)告自動(dòng)化生成及關(guān)鍵配合參數(shù)統(tǒng)計(jì)分析，從而降低人因?qū)υ撛O(shè)備總裝報(bào)告質(zhì)量的影響，提升總裝工藝水平、工作效率及標(biāo)準(zhǔn)化水平。

　　1專用機(jī)械總裝報(bào)告內(nèi)容設(shè)置

　　專用機(jī)械的總裝報(bào)告通常包含報(bào)告封面、項(xiàng)目背景、文件依據(jù)、裝測(cè)人員、關(guān)鍵部件編號(hào)、裝測(cè)參數(shù)結(jié)果、裝測(cè)總結(jié)等信息，是對(duì)設(shè)備總裝工序的系統(tǒng)性總結(jié)，是對(duì)總裝工藝質(zhì)量評(píng)價(jià)與優(yōu)化的主要依據(jù)。

　　在該機(jī)械總裝過程中，會(huì)產(chǎn)生幾百個(gè)裝測(cè)參數(shù)結(jié)果。其中，A1配合值和A2配合值等兩類關(guān)鍵配合參數(shù)是總裝質(zhì)量控制和工藝效果評(píng)價(jià)的最關(guān)鍵要素。在報(bào)告生成系統(tǒng)開發(fā)過程中，對(duì)于這兩類配合參數(shù)需進(jìn)行專門考慮，具備對(duì)于這兩類配合值分布形態(tài)的分析和分布圖自動(dòng)化生成功能，從而更加直觀地對(duì)總裝工序的參數(shù)控制一致性水平進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)，同時(shí)在后續(xù)的設(shè)備試驗(yàn)及應(yīng)用中，也可以結(jié)合設(shè)備功能和性能的實(shí)際表現(xiàn)來不斷評(píng)價(jià)參數(shù)控制值的合理性，對(duì)配合值及其分布形態(tài)控制要求進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化。

　　2 總裝報(bào)告自動(dòng)化生成系統(tǒng)開發(fā)

　　2.1 系 統(tǒng) 總體流程設(shè)計(jì)

　　結(jié)合所研究機(jī)械總裝環(huán)節(jié)的實(shí)際工藝流程，開展了報(bào)告自動(dòng)化生成系統(tǒng)的總體流程設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的總體流程如圖1所示。

　　2.2 報(bào) 告 自動(dòng)化生成方法

　　根據(jù)上述章節(jié)中給出的報(bào) 告 內(nèi) 容 設(shè)置，可以將總裝報(bào)告內(nèi)容分為3個(gè)類型，分別為文字段落、數(shù)據(jù)表格和分布圖。在MATLAB軟件中，分別采用對(duì)應(yīng)的命令及程序?qū)崿F(xiàn)3類不同內(nèi)容的信息生成與報(bào)告寫入。下面給出了這3類內(nèi)容的具體處理策略：1)文字段落生成方法。采用Word.Documents.Open和Word.Documents.Add創(chuàng)建新的Word格式文件。在報(bào)告內(nèi)容生成與寫入過程中，采用Selection.Text命令寫入文字段落內(nèi)容，并采用與之相關(guān)的命令對(duì)段落內(nèi)容進(jìn)行格式設(shè)定。2)表格自動(dòng)生成方法。采用Document.Tables.Add命令創(chuàng)建裝測(cè)參數(shù)結(jié)果列表并設(shè)置表格屬性，并利用DTI.Cell(i,j).Range.Text命令將內(nèi)容寫入對(duì)應(yīng)的單元格內(nèi)。3)參數(shù)分布圖的生成方法。采用 MATLAB軟件內(nèi)置的作圖命令生成參數(shù)分布圖，然后利用hgexport命令將生成的分布圖寫入操作系統(tǒng)剪切板中，最 后 利 用 Selection.Range.Paragraphs.Item (1).Range. PasteSpecial命令將參數(shù)分布圖寫入總裝報(bào)告。

　　2.3 軟件界面設(shè)計(jì)

　　在系統(tǒng)總體流程的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)之上，開展了軟件界面設(shè)計(jì)。界面設(shè)計(jì)的原則是結(jié)構(gòu)緊湊、邏輯清晰、使用便捷。

　　軟件界面根據(jù)報(bào)告不同內(nèi)容之間的邏輯，采取了分塊布局，包括報(bào)告封面、項(xiàng)目背景、文件及規(guī)程依據(jù)、裝測(cè)人員信息、KEY部件編號(hào)、A1配合值、A2配合值、其他參數(shù)調(diào)整、調(diào)試與測(cè)試、總裝總結(jié)、系統(tǒng)操作區(qū)等10個(gè)分區(qū)。界面具體設(shè)計(jì)效果如圖2所示。其中，各輸入框均支持文字及數(shù)據(jù)的復(fù)制與粘貼功能。在系統(tǒng)操作區(qū)中，設(shè)置信息提升框，在總裝自動(dòng)生成后給出提示信息。

　　2.4 軟件操作流程圖

　　專用機(jī)械總裝報(bào)告自動(dòng)化生成系統(tǒng)操作流程如圖3所示。在完成裝測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備的基礎(chǔ)上，將各類文字及數(shù)據(jù)信息分別輸入軟件界面的各個(gè)輸入框內(nèi)，點(diǎn)擊界面上的“一鍵生成報(bào)告”按鈕，系統(tǒng)自動(dòng)生成Word格式的總裝報(bào)告，并在界面上顯示 “報(bào)告生成成功” 文字提示信息。

　　3 系統(tǒng)應(yīng)用

　　對(duì)開發(fā)的報(bào)告自動(dòng)化生成系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用。采用該軟件生成的總裝報(bào)告案例如圖4所示。可以看出，采用上述系統(tǒng)成功實(shí)現(xiàn)了總裝報(bào)告的自動(dòng)化生成，示例報(bào)告中所有文字、數(shù)據(jù)、表格和圖片內(nèi)容均為軟件自動(dòng)生成。

　　上文已經(jīng)提到在報(bào)告生成過程中，同時(shí)對(duì)A1和A2配合值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，給出分布圖。關(guān)鍵配合參數(shù)A1和A2 測(cè)試值的統(tǒng)計(jì)章節(jié)示意如圖5所示，在該章節(jié)中對(duì)兩類配合參數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析并具體給出了參數(shù)值分布形態(tài)。A1和A2 配合參數(shù)及其分布統(tǒng)計(jì)信息將作為大規(guī)模總裝與試驗(yàn)過程中對(duì)設(shè)備性能進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，可為設(shè)備性能優(yōu)化設(shè)計(jì)提供支撐。

　　該系統(tǒng)的應(yīng)用情況表明，采用自動(dòng)化報(bào)告生成策略，單篇總裝報(bào)告的編制周期可縮短80%以上，且數(shù)據(jù)處理準(zhǔn)確性和可靠性得到顯著提高。該系統(tǒng)的應(yīng)用有效減少了人工處理文字及數(shù)據(jù)信息的時(shí)間代價(jià)，降低了數(shù)據(jù)處理的出錯(cuò)率。

　　相比傳統(tǒng)的人工編制報(bào)告的方式，采用該系統(tǒng)生成的報(bào)告內(nèi)容、結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)格式等具有統(tǒng)一性特點(diǎn)，在設(shè)備數(shù)量規(guī)模較大時(shí)便于對(duì)裝測(cè)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行高效收集、處理和分析，具有顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。該系統(tǒng)提升了總裝報(bào)告質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)化水平，為后續(xù)更大數(shù)量大規(guī)模專用機(jī)械的裝配、測(cè)試、試驗(yàn)與應(yīng)用提供了有力的工具支撐，同時(shí)也為專用機(jī)械領(lǐng)域其他測(cè)試與試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和報(bào)告編制提供參考。

　　4 結(jié)論

　　基于MATLAB軟件平臺(tái)，開發(fā)了適用于專用機(jī)械總裝報(bào)告自動(dòng)化生成系統(tǒng)，完成了報(bào)告自動(dòng)化生成技術(shù)總體流程設(shè)計(jì)、軟件界面構(gòu)建、操作流程設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了總裝報(bào)告自動(dòng)化生成。通過對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，證實(shí)了系統(tǒng)功能的有效性。與傳統(tǒng)的報(bào)告編制方法相比，該系統(tǒng)在節(jié)省編制時(shí)間和人力代價(jià)、提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度和提升總裝報(bào)告標(biāo)準(zhǔn)化等方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。該系統(tǒng)也為該領(lǐng)域其他測(cè)試與試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和報(bào)告編制提供了技術(shù)支持。