家电系列化产品全参数自动设计探索

家电系列化产品全参数自动设计探索

丁华章

身份证号码：44068219741213XXXX佛山星晨兆业环境科技有限公司广东省佛山市528522

摘要：家电产品开发过程中，为了满足各类人群的不同需求，在主型号设计完成并通过验证后，还需设计基于已完成产品的子类型（系列）产品，即结构原理相同，而关键尺寸不同的产品。每次都需要结构设计人员根据要求重新设计，这样不仅会浪费产品上市的宝贵时间，也会造成设计资源的大量浪费。本文就家电系列化产品全参数自动设计展开探讨。

关键词：家电产品；自动设计；参数

引言

以计算机高级语言的类思想，实现家电产品自顶向下的全参数化设计，实现仅通过改变几个与实际工程相关的顶层参数，生成一个系列化产品的新型号的功能。同时对后期生产、采购所需数据进行快速输出.此方法具有原理简单，结构设计人员容易掌握，一次建模可多次重复使用的特点，有着广阔的应用前景。

1变频家电电力参数检测相关标准简介

针对家电的能效检测标准，不同种类的家电不尽相同。当前国内对于家电能效比的国家检测标准有：GB21445一2013《转速可控型房间空气调节器能效限定值及能效等级》、GB12021.2一2008（（家用电冰箱耗电量限定值及能源效率等级》、GB24849一2010（（家用和类似用途微波炉能效限定值及能效等级》、GB12021一2013《电动洗衣机能效水限定值及等级》等等。比如2010年6月1口发布的《房间空气调节器能效国家标准》将空调原来的5个能效等级规定为3个等级。针对空调的能效比包括空调制冷能效比（EER）、制热能效比（COP）。其中制冷能效比（EER）是在额定工况和规定条件下，空调器进行制冷运行时，额定制冷量与有效输入功率之间的比值，制热能效比（COP）为额定制热量与有效输入功率的比值。而对房间空调器的制冷量、热泵制热量可采用房间型量热计法或空气烩值法进行测量。而针对微波炉的能效比检测试验方法首先对实验条件有严格要求：有环境、电源、实验仪器及其初始条件等等。如环境需为无强制对流空气且环境温度为200C士50C，相对湿度为45%}-75%的场所进行。实验电源为220V（1士1%）的电压，50Hz（1士0.2%）频率供电，谐波失真不能超过5%等等。而微波炉输出功率的检测主要是在标准环境条件下，通过计算微波炉对规定质量水的加热前后热量差来计算输出功率，从而得出其能效比。分析研究相关家电的能效检测标准可以发现，用国家标准对家电产品进行能效比的检测所需要的实验条件要求较高，且检测周期较长，这些国标制定的试验方法只能用于对家电样品的能效检测，而针对家电企业流水线生产条件下的能效比检测需要采取家电自动检测技术对于变频家电，我国在2011年10月对《家用和类似用途变频控制器术语》国家标准完成审查定稿，《家用和类似用途变频控制器通用性能要求》和《家用和类似用途变频控制器试验方法》也在加紧制定。

2参数估计的直观意义与实际应用

参数估计的直观解释就是真实参数我们不知道，我们依靠试验观察来估计参数的真值，这就是参数估计。参数估计又分点估计和区间估计，各有不同的作用，点估计以试验观察值按照一定统计规律计算出确定的值作为参数值，如均值用表示，n为参加试验的产品个数（样本数），Xi为第1个参试产品的试验值。参数的区间估计要复杂些，大体上讲是参数会以多大把握在被估计区间之内，读者可参考可靠性讲座二。参数估计的实际应用是非常普遍的，企业管理人员和技术人员最熟悉的产品的合格率实际就是一个估计值，在家电产品可靠性研究中更是离不开参数估计P产品的寿命实际是估计值，我们说产品寿命服从指数分布，是参数，其具体的值需要估计；当我们评价参数估计的质量时，要考察的方差同样是参数估计。统计量T：完全由样本决定的量叫做统计量，也就是由统计试验数据完全决定的量。统计量是统计分析的基础，是可靠性数据处理的前提；一些主要分布的参数都由统计学家构造出良好性能的统计量，我们在实际工作可以根据需要选用。枢轴变量S：统计量T与要估计的参数构成某种函数关系且满足对任何常数，不等式要能改写成等价形式只与T，a，b有关而与无关；s称之为枢轴变量。

3家电系列化产品全参数自动设计具体实现

（1）建模前产品关键参数规划。以使用大门的装配体为例，此类装配体门的变化参数主要有长、宽、高、开门数量、开门方向、连接方式等，因此将这些因素作为门的输入参数。门的横梁变化的参数主要有型材的长、宽、高，其中的长一定是与父装配中的宽有关，因此将这些参数作为子部件的输入参数，同时把横梁的长与父装配中的宽建立连接。以此类推设计零件。（2）零组件模板创建表达式建立：【文件】→【新建】→【装配】→1001.prt。【工具】→【表达式】，在【名称】中填入“X_Door”代表长度，在【公式】中填入“1000”，单位类型“长度”“mm”，点击【应用】，一个表达式创建完毕。用同样的方法创建其他表达式。表达式连接：【装配】→【新建】→【模型】→1002.prt→【新建组件】→【确定】，1001装配零件中加入了1002零件。将1002零件设为工作部件，选择【工具】→【表达式】，在【名称】中填入“X_Door_p01”代表横梁1002零件长度，单位类型“长度”“mm”，鼠标放在“公式”文本框，点击对话框靠下的【创建单个部件间表达式】，出现“选择部件”对话框，选择1001零件→【确定】，选择表达式X_Door=1000→【确定】→【确定】，一个表达式连接创建完毕。表达式使用：使用【拉伸】命令创建矩形方管，在“距离”框中点击下拉列表，选择【公式】打开“表达式”对话框，双击选择“X_Door_p01”表达式，在【公式】对话框中写入“X_Door_p01-10”，点击【确定】，基于“X_Door_p01”表达式的实体结构创建完成。1002.prt零件中所有与“X_Door_p01”表达式相关的结构，都能以“X_Door_p01”表达式为纽带进行设计。子部件的输入参数引用的是父部件的输入参数，当零件数量增加时，参数名称会变得难以理解，因此对于被引用的表达式，需要有统一的命名规则，并写好备注。多个零件共同使用的表达式应同时包含子部件的父部件建立，避免零件再生时产生逻辑混乱，有利于参数的集中管理。建模的方法还可以使用宏录制，生成VC++、JAVA、C#等高级计算机语言。如果对UGAPI函数有了解，也可以使用UG提供的API函数建立零件，这样做的好处是，后期运行效率会更高。模板、宏录制、API方法各有优缺点，可根据实际情况选择。利用以上方法，对产品的每一个零件进行参数的创建、连接、使用，最终形成一个全参数化的零件模板集合。

结语

通过实际的应用发现，家电产品原来从改型参数确定，到形成产品BOM，需要1个月的时间才能完成，而应用此全参数自动设计模型，计算机仅需1天时间便可完成，大大提高了设计速度，降低了出错的概率和设计人员的重复劳动强度，达到了降低设计成本的目的。证明这种将设计思想以表达式的方式存储在零件模板中，借助少量辅助开发工具，实现自动设计的思路，能够满足有系列化产品设计要求的设计场合，在人工成本不断增加的现在，有着借鉴价值。同时，在激烈的家电市场竞争中，加快了投放市场的速度，为家电新系列产品抢占市场赢得了先机。

参考文献：

[1]黄勇.UG/Open应用开发典型实例精解[M].北京：国防工业出版社，2016.

[2]黄成，孙占臣，罗凯，等.UGNX10.0完全实战技术手册[M].北京：清华大学出版社，2015.