CN116305353A - 一种面向复杂电子设备的电缆工艺智能设计方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电缆组件工艺设计技术领域，公开了一种面向复杂电子设备的电缆工艺智能设计方法及系统，该方法，包括以下步骤：S1，自动分析电缆产品物料类型，得出电缆组件装配所需的装配工艺知识；S2，从电缆工艺知识库和元器件装配工艺方法库进行匹配出该电缆产品的装配工艺方法；S3，根据设计文件资料自动生成SOP标准作业文件或二维工艺规程卡；S4，并按照电缆产品类型进行工时自动定额；S5，输出配置好的该电缆产品的工艺文件及工艺数据。本发明解决了现有技术存在的低水平重复工作较多、电缆工艺设计效率较低、电缆产品工艺文件的指导性较差等问题。

Description

一种面向复杂电子设备的电缆工艺智能设计方法及系统

技术领域

本发明涉及电缆组件工艺设计技术领域，具体是一种面向复杂电子设备的电缆工艺智能设计方法及系统。

背景技术

在复杂电子设备领域中，电缆组件是电子设备实现能量、信号传输的重要方式。在电缆工艺设计领域，由于各个企业生产组织方式不一致，电缆工艺文件设计的详细程度不同，主要有两种方式，第一种方式是，建立典型电缆产品工艺模板库，每次任务来之后通过引用模板工艺，然后再根据个性化的电缆产品对少量参数进行调整，然后生成一份工艺文件，这种方式的主要问题是通过模板化的工艺文件，对操作者的指导性不足，常常应用于工人技能水平较高的企业；第二种方式是，由电缆工艺人员对每一个电缆组件进行图文并茂的详细设计，生成一份图文并茂的SOP文件(标准作业指导书)，这种方式对每一个动作配以图片进行描述，工艺文件的指导性很强，但是对工艺技术人员的要求较高，需要清晰知道每种电缆产品的详细制造过程，通常应用于工人技能水平较低的企业。无论哪一种方式要么对技能人员要求较高，要么对工艺人员要求较高，都存在大量重复工作、造成人力资源的浪费。

在专利“CN114742983A基于标注尺寸驱动的柔性电缆特征创建方法及装置”和“CN114925495A柔性电缆组件设计方法、装置、设备及介质”中已经提出了一种基于知识的电缆组件智能设计工具，通过建立常用电缆知识规则、模型库，通过智能算法，自动生成电缆图纸，解决了电缆设计中辅料选择与图纸生成中的工作量问题，大大减少电缆产品设计中人力资源的投入。

在专利“CN111985797A电缆工艺流程卡生成方法、装置及计算机可读存储介质”中提出通过运行预设文件，以运行电缆工艺流程卡制作系统，获取销售订单，通过电缆工艺生成系统，自动生成目标电缆对应的工艺过程卡，由于电缆本身包含的信息不复杂，其实现路径主要是基于参数化的方式，将电缆长度、标识等信息作为变量，通过读取订单信息自动生成。与电缆组件工艺设计方式技术路径不同，电缆组件包含标识、连接器、电缆、护套等组成，主要先建立电缆组件工艺知识库，具有更加复杂的匹配关系和电缆工艺运算逻辑，不适用于电缆组件工艺智能设计。

为了减少电缆工艺设计活动中的低水平重复工作，提高电缆工艺设计效率，提升电缆产品工艺文件的指导性，需要研究电缆产品工艺智能设计方法。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供了一种面向复杂电子设备的电缆工艺智能设计方法及系统，解决现有技术存在的低水平重复工作较多、电缆工艺设计效率较低、电缆产品工艺文件的指导性较差等问题。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

一种面向复杂电子设备的电缆工艺智能设计方法，包括以下步骤：

S1，自动分析电缆产品物料类型，得出电缆组件装配所需的装配工艺知识；

S2，从电缆工艺知识库和元器件装配工艺方法库进行匹配出该电缆产品的装配工艺方法；

S3，根据设计文件资料自动生成SOP标准作业文件或二维工艺规程卡；

S4，并按照电缆产品类型进行工时自动定额；

S5，输出配置好的该电缆产品的工艺文件及工艺数据。

作为一种优选的技术方案，步骤S1中，电缆组件组成包括导线、电气件、护套；其中，导线装配所需的装配工艺知识包括导线重量、导线长度、导线规格、来向、去向信息；电气件装配所需的装配工艺知识包括厂家、规格、位置、针脚定义、环境适应性参数信息；护套装配所需的装配工艺知识包括厂家、规格、长度、重量参数信息。

作为一种优选的技术方案，步骤S2中，电缆工艺知识库包括工艺知识模型定义、通用装配工艺方法库、工艺知识模型的匹配映射库。

作为一种优选的技术方案，步骤S2中，元器件装配工艺方法库包括标准操作要求库、专用装配工艺方法库、通用装配工艺参数库。

作为一种优选的技术方案，步骤S3中，输入的设计文件资料包含两类：第一种是电缆组件二维图、明细表，其中，电缆组件二维图采用dwg格式图纸文件、明细表采用EXCEL格式；第二种是电缆组件三维模型。

作为一种优选的技术方案，步骤S3中，工艺文件自动生成步骤如下：

S31，对dwg格式文件进行结构化解析，根据明细表中物料信息，自动在dwg图纸上提取电缆组件组成的物料位置、长度信息，并解析成结构化数据；

S32，通过对解析的结构化数据，对电缆组件组成的物料特性、数量、拓扑关系、电缆类型进行识别，自动生成该电缆组件的工艺流程；

S33，根据确定需要的标准工步，并映射电缆及电气件工艺标准知识库，匹配出本电缆组件各个工序的详细操作要求，根据给定的工艺规程卡模板或SOP格式模板生成工艺文件，其中，SOP格式工艺文件只针对输入文件为电缆组件三维模型。

作为一种优选的技术方案，步骤S32中，射频电缆组件工序组成及工序顺序为：准备→射频电缆装配→检→包装，或，准备→射频电缆装配→灌封→检→包装；低频电缆组件工序组成及工序顺序为：准备→低频电缆装配→检→包装，或，准备→低频电缆装配→灌封→检→包装；其中，准备工序包括物料齐套详细数据，射频电缆装配工序、低频电缆装配工序包括电缆组件详细装配操作工步，检工序包括电缆组件产品检验要求，灌封工序包括各电缆组件技术要求的密封条件进行的灌封操作，包装工序包括电缆组件产品包装要求。

作为一种优选的技术方案，步骤S4中，工时自动定额时，工序工时的计算公式为：

Tgx＝∑Tgb×n/60+Tzj；

其中，Tgx表示工序工时，Tgb表示工步工时，Tzj表示准结时间，n表示工步数。

作为一种优选的技术方案，步骤S4中，工步定额参数计算分为三个类别：当前工步操作工时与电缆组件组成的物料对象数量按线性计算；当前工步操作工时按固定值计算；当前操作工时依据特殊条件触发的非线性工时计算；将工时计算参数以此分类归纳并建立参数库，建立工步与计算参数间的映射关系。

一种面向复杂电子设备的电缆工艺智能设计系统，用于实现所述的一种面向复杂电子设备的电缆工艺智能设计方法，包括工艺智能设计模块，还包括分别与工艺智能设计模块连接的电缆工艺知识库、元器件装配工艺方法库、工时定额模块、数据输出模块；其中，工艺智能设计模块用以执行步骤S1至S3，工时定额模块用以执行步骤S4，数据输出模块用以执行步骤S5。

本发明相比于现有技术，具有以下有益效果：

本发明通过建立电缆组件工艺知识规则库、电气件属性库，在输入电缆产品设计数据后，通过对输入文件的自动解析，然后匹配规则库和电气件属性库知识，创建典型工序流程，并根据输入电缆类型进行工序内容赋值，自动生成二维工艺文件或者三维SOP工艺文件。通过该设计方法及系统能够提升电缆工艺设计效率至少3倍以上，大大降低工艺设计的重复工作量、提升工艺文件的一致性和指导性。

附图说明

图1是本发明电缆组件工艺智能设计系统组成示意图；

图2是本发明基于本体建模方法的电缆组件知识库组成示意图；

图3是基于知识的工艺文件设计流程示意图；

图4是电缆智能工艺SOP模板示意图；

图5是电缆智能工艺实例示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

如图1至图5所示，本发明在已有电缆智能设计工具的基础上，提出了一种面向复杂电子设备的电缆工艺智能设计方法，降低电缆产品工艺设计过程中工艺人员重复性工作，提升工艺文件的指导性。

发明内容如下：

1、电缆产品工艺智能设计方法及系统包括电缆工艺知识库、元器件装配工艺方法库、工艺智能设计模块、工时定额模块、数据输出模块，如图1所示。其中所述电缆工艺知识库主要指电缆工艺知识，包括工艺知识定义、装配工艺方法、电缆与连接器、辅料的匹配映射关系库；所述元器件装配工艺方法库主要指元器件标准操作要求库、专用装配工艺方法库、通用装配工艺参数库；所述工艺智能设计模块包括基于知识与数据驱动的SOP自动化设计和基于知识与数据驱动的二维规程卡自动化设计模块；所述工时定额模块主要包括低频电缆工时计算模型和射频电缆工时计算模型；所述数据输出模块主要包括工艺设计数据输出模块和工艺文件显示与浏览两个功能。

其中工艺智能设计模块是系统核心模块，实现了电缆工艺自动设计，该方法具体包括：自动分析导入系统的电缆产品物料类型，分析得出电缆组件装配所需的装配工艺知识，从电缆工艺知识库和元器件装配工艺方法库进行匹配出该电缆产品的装配工艺方法，根据需要自动生成SOP标准作业文件或者二维工艺规程卡，并按照电缆产品类型进行工时自动定额，最后输出配置好的该电缆产品的工艺文件及工艺数据。

2、由于电缆组件元器件组成物料种类多，同类型各个厂家的模型、参数还有不同，因此电缆装配工艺知识的建模非常重要，也是工艺智能设计的基础，本发明提出了一种基于本体建模方法的电缆组件知识定义方法，定义了组件物料的结构化数据模型，构建了电缆组件设计本体概念关系。如图2所示。电缆组件组成包括导线、电气件、护套。其中导线又包括导线重量、导线长度、导线规格、来向、去向等信息；电气件包括连接器、尾附件、同轴接触件、转接头、保护盖等，各个电气件也包含厂家、规格、位置、针脚定义、环境适应性等参数信息；护套包括编制护套、热缩管、防波套、标识护套、透明护套等，每一种也包含厂家、规格、长度、重量等参数信息。

3、图3是基于知识的电缆工艺智能设计工具流程图，根据输入设计文件资料包含两类，第一种是输入组件二维图、明细表，这种类型输入文件采用普通的AutoCAD工具生成的dwg格式图纸文件、明细表采用EXCEL格式；第二种是输入为三维模型的电缆组件。工艺文件自动生成步骤如下：

第一，对dwg格式文件进行结构化解析，根据明细表中物料信息，自动在dwg图纸上提取物料位置、长度等信息，并解析成结构化数据；

第二，通过对解析的结构化数据，对物料特性、数量、拓扑关系、电缆类型进行识别，自动生成本电缆组件的工艺流程，典型电缆产品工艺路线如下，射频电缆组件工序组成及工序顺序为：准备→射频电缆装配→检→包装，或，准备→射频电缆装配→灌封→检→包装；低频电缆组件工序组成及工序顺序为：准备→低频电缆装配→检→包装，或，准备→低频电缆装配→灌封→检→包装。准备工序主要内容包括物料齐套详细数据；射频/低频电缆装配工序主要内容包含组件详细装配操作工步，检工序内容主要为组件产品检验要求，灌封工序主要内容为各件组件技术要求的密封条件进行的灌封操作；包装工序主要内容为组件产品包装要求。

第三，根据下料、焊接、压接、穿套、包装等确定需要的标准工步，并映射电缆及电气件工艺标准知识库，匹配出本电缆组件各个工序的详细操作要求，如焊接操作、压接操作、线束整理操作等，根据给定的工艺规程卡模板/SOP格式模板生成工艺文件，其中SOP格式工艺文件只针对输入文件为三维模型的电缆组件。

4、图4是发明了一种电缆智能工艺生成的SOP文件模板，是一种工艺智能设计形成的SOP文件展示形式，主要包括左边窗口的工序结构树、版本管理、工步操作内容、三维模型展示区域。通过点击左边窗口工序结构树中的工序或工步，可以在工步操作内容窗口看到该工序或工步的具体操作内容，同时显示该工序或工步操作所需要的三维模型。

5、根据人工工时定额业务实际，工序工时定额由工步的加工工时(人工工时)和准结工时两部分组成，Tgb表示工步工时(人工工时)、Tzj表示准结时间、n表示工步数，这三个参数是Tgx工序工时构成的基础数据，工序工时Tgx的计算方法：Tgx＝∑Tgb×n/60+Tzj。

将工步定额参数计算分为三个类别：1)、当前工步操作工时与物料对象数量按线性计算；2)、当前工步操作工时按固定值计算；3)、当前操作工时依据特殊条件触发的非线性工时计算。将工时计算参数以此分类归纳并建立参数库，建立工步与计算参数间的映射关系。

本发明通过建立电缆组件工艺知识规则库、电气件属性库，在输入电缆产品设计数据后，通过对输入文件的自动解析，然后匹配规则库和电气件属性库知识，创建典型工序流程，并根据输入电缆类型进行工序内容赋值，自动生成二维工艺文件或者三维SOP工艺文件。通过该设计方法及系统能够提升电缆工艺设计效率至少3倍以上，大大降低工艺设计的重复工作量、提升工艺文件的一致性和指导性。

实施例2

如图1至图5所示，作为实施例1的进一步优化，在实施例1的基础上，本实施例还包括以下技术特征：

按照本发明的方法，载入电缆组件dwg格式图纸和物料组成明细表，或者电缆3D设计模型，通过对输入数据的自动解析成结构化数据，再根据电缆组件明细表中的物料进行匹配，识别出该电缆产品的工序组成，再根据电缆知识库、电气件模型库进行匹配对应的装配工艺参数及装配要求，并对每一个工序进行工时定额，自动生成一份完整的电缆产品工艺文件，包括二维过程卡或三维SOP文件，并通过工艺文件查看视窗进行阅读，如图5所示。其中左侧是重构的结构树，中间偏上区域是模型展示区，包括二维图纸或者三维模型，中间偏下区域是工艺规程自动生成区，含工时信息，最右边区域是产品物料组成明细表展示区域。通过该电缆智能工艺设计方法能够大大提高电缆工艺文件设计的效率，提升工艺文件的指导性。

如上所述，可较好地实现本发明。

本说明书中所有实施例公开的所有特征，或隐含公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合和/或扩展、替换。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种面向复杂电子设备的电缆工艺智能设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，自动分析电缆产品物料类型，得出电缆组件装配所需的装配工艺知识；

S2，从电缆工艺知识库和元器件装配工艺方法库进行匹配出该电缆产品的装配工艺方法；

S3，根据设计文件资料自动生成SOP标准作业文件或二维工艺规程卡；

S4，并按照电缆产品类型进行工时自动定额；

S5，输出配置好的该电缆产品的工艺文件及工艺数据。

2.根据权利要求1所述的一种面向复杂电子设备的电缆工艺智能设计方法，其特征在于，步骤S1中，电缆组件组成包括导线、电气件、护套；其中，导线装配所需的装配工艺知识包括导线重量、导线长度、导线规格、来向、去向信息；电气件装配所需的装配工艺知识包括厂家、规格、位置、针脚定义、环境适应性参数信息；护套装配所需的装配工艺知识包括厂家、规格、长度、重量参数信息。

3.根据权利要求2所述的一种面向复杂电子设备的电缆工艺智能设计方法，其特征在于，步骤S2中，电缆工艺知识库包括工艺知识模型定义、通用装配工艺方法库、工艺知识模型的匹配映射库。

4.根据权利要求3所述的一种面向复杂电子设备的电缆工艺智能设计方法，其特征在于，步骤S2中，元器件装配工艺方法库包括标准操作要求库、专用装配工艺方法库、通用装配工艺参数库。

5.根据权利要求4所述的一种面向复杂电子设备的电缆工艺智能设计方法，其特征在于，步骤S3中，输入的设计文件资料包含两类：第一种是电缆组件二维图、明细表，其中，电缆组件二维图采用dwg格式图纸文件、明细表采用EXCEL格式；第二种是电缆组件三维模型。

6.根据权利要求5所述的一种面向复杂电子设备的电缆工艺智能设计方法，其特征在于，步骤S3中，工艺文件自动生成步骤如下：

S31，对dwg格式文件进行结构化解析，根据明细表中物料信息，自动在dwg图纸上提取电缆组件组成的物料位置、长度信息，并解析成结构化数据；

S32，通过对解析的结构化数据，对电缆组件组成的物料特性、数量、拓扑关系、电缆类型进行识别，自动生成该电缆组件的工艺流程；

S33，根据确定需要的标准工步，并映射电缆及电气件工艺标准知识库，匹配出本电缆组件各个工序的详细操作要求，根据给定的工艺规程卡模板或SOP格式模板生成工艺文件，其中，SOP格式工艺文件只针对输入文件为电缆组件三维模型。

7.根据权利要求6所述的一种面向复杂电子设备的电缆工艺智能设计方法，其特征在于，步骤S32中，射频电缆组件工序组成及工序顺序为：准备→射频电缆装配→检→包装，或，准备→射频电缆装配→灌封→检→包装；低频电缆组件工序组成及工序顺序为：准备→低频电缆装配→检→包装，或，准备→低频电缆装配→灌封→检→包装；其中，准备工序包括物料齐套详细数据，射频电缆装配工序、低频电缆装配工序包括电缆组件详细装配操作工步，检工序包括电缆组件产品检验要求，灌封工序包括各电缆组件技术要求的密封条件进行的灌封操作，包装工序包括电缆组件产品包装要求。

8.根据权利要求1至7任一项所述的一种面向复杂电子设备的电缆工艺智能设计方法，其特征在于，步骤S4中，工时自动定额时，工序工时的计算公式为：

Tgx＝∑Tgb×n/60+Tzj；

其中，Tgx表示工序工时，Tgb表示工步工时，Tzj表示准结时间，n表示工步数。

9.根据权利要求8所述的一种面向复杂电子设备的电缆工艺智能设计方法，其特征在于，步骤S4中，工步定额参数计算分为三个类别：当前工步操作工时与电缆组件组成的物料对象数量按线性计算；当前工步操作工时按固定值计算；当前操作工时依据特殊条件触发的非线性工时计算；将工时计算参数以此分类归纳并建立参数库，建立工步与计算参数间的映射关系。

10.一种面向复杂电子设备的电缆工艺智能设计系统，其特征在于，用于实现权利要求1至9任一项所述的一种面向复杂电子设备的电缆工艺智能设计方法，包括工艺智能设计模块，还包括分别与工艺智能设计模块连接的电缆工艺知识库、元器件装配工艺方法库、工时定额模块、数据输出模块；其中，工艺智能设计模块用以执行步骤S1至S3，工时定额模块用以执行步骤S4，数据输出模块用以执行步骤S5。

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