分體落地式空調(diào)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

賈水田 王小強(qiáng) 雷杰雄 王征

（珠海格力電器股份有限公司標(biāo)準(zhǔn)管理部 廣東珠海 519070）

1 引言

隨著國家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們生活水平日益提高，在滿足物質(zhì)條件下，分體落地式空調(diào)越來越多的走入尋常百姓家，成為日常生活的必須品。據(jù)互聯(lián)網(wǎng)空調(diào)行業(yè)調(diào)查報(bào)告，分體落地式空調(diào)的關(guān)注度由09年的30.4%提高到12年的34%。隨著需求的增加，分體落地式空調(diào)的設(shè)計(jì)也越來越趨向于多樣化，如何實(shí)現(xiàn)快速的轉(zhuǎn)換，以滿足不同客戶的需求，標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)已成為各個企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。

2 標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和必要性

企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化在企業(yè)開發(fā)、生產(chǎn)、經(jīng)營、質(zhì)量、管理活動中具有重要作用，是企業(yè)管理現(xiàn)代化的重要組成部分和技術(shù)基礎(chǔ)。標(biāo)準(zhǔn)化通用化設(shè)計(jì)對企業(yè)具有以下影響：（1）專業(yè)化、大生產(chǎn)的前提和必要條件；（2）有利于加快產(chǎn)品研發(fā)，提高研發(fā)效率；（3）降低成本，保證生產(chǎn)；（4）穩(wěn)定和提高產(chǎn)品質(zhì)量；（5）易于維修；（6）提高企業(yè)技術(shù)水平及競爭力；（7）利用信息技術(shù)，推動企業(yè)使用高新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)科技進(jìn)步。因此，實(shí)施企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的重要性和必要性是顯而易見的，對企業(yè)的影響是長存久遠(yuǎn)的。

3 空調(diào)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

空調(diào)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)主要包含三個方面內(nèi)容。

3.1 零部件通用化設(shè)計(jì)

零部件通用化是產(chǎn)品設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化的重要內(nèi)容，其基本內(nèi)容是：將各種功能相同、結(jié)構(gòu)相似、尺寸相近的零部件，通過簡化、優(yōu)選、統(tǒng)一為一種或幾種規(guī)格，擴(kuò)大其使用范圍，使其成為通用件，進(jìn)而形成標(biāo)準(zhǔn)件。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)過程中，對于同一類型、不同規(guī)格甚至不同類型的產(chǎn)品，不再重新設(shè)計(jì)零部件，而是直接采用已有的通用件或標(biāo)準(zhǔn)件。

（注：零部件通用化能最大限度地減少零部件在設(shè)計(jì)和制造過程中的重復(fù)勞動，節(jié)省設(shè)計(jì)成本，提高開發(fā)效率，縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期，以方便用戶對產(chǎn)品的使用和日常維修。）

圖1 分體落地式空調(diào)外觀示例

圖2 UDF轉(zhuǎn)軸局部結(jié)構(gòu)特征、軸套

3.2 局部結(jié)構(gòu)通用化設(shè)計(jì)

對于空調(diào)產(chǎn)品零部件而言，如果存在功能相同、外形相似、尺寸相近的局部結(jié)構(gòu)，通過簡化、優(yōu)選、統(tǒng)一為一種或幾種規(guī)格，形成局部結(jié)構(gòu)通用化，在產(chǎn)品零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中可直接選用。

3.2.1 基本要求

對空調(diào)產(chǎn)品進(jìn)行系列化設(shè)計(jì)時，應(yīng)全面對比分析基型產(chǎn)品及派生改進(jìn)產(chǎn)品中零部件的個性與共性，找出具有共性的零部件局部結(jié)構(gòu)，將這些具有共性的局部結(jié)構(gòu)作為優(yōu)選的局部結(jié)構(gòu)特征；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在滿足系統(tǒng)性能、安全等基本要素的前提下，應(yīng)保證零件生產(chǎn)穩(wěn)定、保證生產(chǎn)裝配效率、保證拆裝可靠性及產(chǎn)品質(zhì)量一致性；局部結(jié)構(gòu)零件對應(yīng)模具設(shè)計(jì)、制造加工工藝性好，生產(chǎn)效率高；在可能的運(yùn)輸、顛振、周轉(zhuǎn)情況下能保證結(jié)構(gòu)的可靠性及穩(wěn)定性；運(yùn)動部件在各種制冷、制熱運(yùn)轉(zhuǎn)過程中無異響、噪音等。

3.2.2 案例說明

以滑動門導(dǎo)風(fēng)機(jī)構(gòu)（導(dǎo)風(fēng)板與軸套孔配合設(shè)計(jì)）進(jìn)行案例說明：

（1）確定UDF（自定義）局部結(jié)構(gòu)模型

（2）確定選材及設(shè)計(jì)要求

含使用材料范圍、設(shè)計(jì)尺寸要求、配合方向要求、配合間隙要求等內(nèi)容。

（3）使用方法

建立定位基準(zhǔn)→選擇對應(yīng)UDF模型→按系統(tǒng)提示確定位置（如圖3所示）→完成（如圖4所示）。

（4）形成規(guī)范

實(shí)現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，規(guī)范傳承。

3.3 結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)目前發(fā)展趨勢——實(shí)現(xiàn)平臺化設(shè)計(jì)（如圖5所示）。在空調(diào)產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，研究平臺化設(shè)計(jì)方法，改善產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境。以平臺支持多個產(chǎn)品的開發(fā)與交付，提升平臺杠桿并增加模塊的重復(fù)應(yīng)用；平臺架構(gòu)規(guī)劃的精髓在于：標(biāo)準(zhǔn)模塊（模塊與產(chǎn)品功能的對應(yīng)）、標(biāo)準(zhǔn)接口（模塊之間的接口）；模塊化和接口標(biāo)準(zhǔn)化是平臺化兩個主要原則；平臺元素各有其生命周期，及時更新、維護(hù)，以保持公司產(chǎn)品平臺的競爭力，推出滿足客戶及市場需求的最佳產(chǎn)品；產(chǎn)品開發(fā)側(cè)重平臺開發(fā)，使平臺模塊標(biāo)準(zhǔn)化，縮短上市周期：基于市場需求企劃產(chǎn)品系列，區(qū)分高、中、低端；產(chǎn)品平臺時常更新，加入最新功能、零部件及相關(guān)技術(shù)，以保持競爭力；平臺模塊化設(shè)計(jì)開發(fā)，以利于采購和供應(yīng)鏈成本的優(yōu)化。以產(chǎn)品平臺為中心的研發(fā)優(yōu)化能帶來很多益處：

（1）營銷——提前進(jìn)入市場，增加了市場占有率，增加收入。

（2）直接工程費(fèi)用降低——標(biāo)準(zhǔn)化通用化的結(jié)構(gòu)，減少開發(fā)測試資源。

（3）復(fù)雜性降低——減少服務(wù)，降低服務(wù)、管理成本。

（4）原材料成本降低——標(biāo)準(zhǔn)化的架構(gòu)和設(shè)計(jì)再利用，改進(jìn)采購談判定位。

（5）制造人工成本降低——減少部件總數(shù)；標(biāo)準(zhǔn)化的接口。

（6）投資費(fèi)用降低——設(shè)備與模塊利用率增加。

4 分體落地式空調(diào)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡介

全新分體落地式空調(diào)室內(nèi)機(jī)結(jié)構(gòu)（如圖6所示）主要分為鈑金件模塊、蒸發(fā)器部件模塊、風(fēng)道結(jié)構(gòu)件模塊、排水密封保溫模塊、注塑件模塊、電控模塊等6大模塊。

（1）鈑金件模塊

包括后板、左右側(cè)板(噴涂件)、擋風(fēng)板、接水盤擋板、電器盒部件、蝸殼壓板等。需重點(diǎn)關(guān)注材料的選擇（噴涂件材料的選擇、材料厚度的選擇等）、配合間隙的設(shè)計(jì)（一般大面積的面配合，需要預(yù)留較大間隙，如：后板與左右側(cè)板的非螺釘固定面配合）。

（2）蒸發(fā)器部件模塊

包括蒸發(fā)器組件、左右擋風(fēng)板、蒸發(fā)器連接板、擋水板組件等。需重點(diǎn)關(guān)注蒸發(fā)器片距的選擇。

圖3 UDF使用示例

圖4 最終模型、裝配結(jié)果

圖5 平臺化設(shè)計(jì)示例

圖6 分體落地式空調(diào)內(nèi)機(jī)結(jié)構(gòu)示意

（3）風(fēng)道結(jié)構(gòu)件模塊

包括蝸殼、離心風(fēng)葉等。需重點(diǎn)關(guān)注蝸殼型線的設(shè)計(jì)（4段螺旋曲線設(shè)計(jì)）。

（4）排水密封保溫模塊

包括接水盤、海綿件、出風(fēng)口泡沫等。接水盤一般要求內(nèi)表面吸塑處理，防止漏水；海綿件主要是保溫（側(cè)板、擋風(fēng)板）、 防止漏風(fēng)、凝露等；出風(fēng)口泡沫需注意檢查密封性，否則潮態(tài)實(shí)驗(yàn)會出現(xiàn)冷風(fēng)倒灌到出風(fēng)面板與擋風(fēng)板之間。

（5）注塑件模塊

包括頂蓋部件、出風(fēng)部件、進(jìn)風(fēng)部件、底盤部件、運(yùn)動部件模塊、大門板部件等。需重點(diǎn)關(guān)運(yùn)動部件的設(shè)計(jì)，需要設(shè)計(jì)模擬機(jī)構(gòu)運(yùn)動。

（6）電控模塊

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面包括電氣元件、輔助電加熱部件、控制器主板、顯示板等。需確認(rèn)電器盒內(nèi)電氣元件的擺放位置、確認(rèn)輔助電加熱與泡沫及出風(fēng)口掃風(fēng)板的間隙距離、確認(rèn)安裝顯示板的控制器盒的大小及形狀、確認(rèn)按鍵的設(shè)計(jì)要求。

5 產(chǎn)品走線的結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

5.1 走線結(jié)構(gòu)

機(jī)內(nèi)配線設(shè)計(jì)是電氣設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，機(jī)內(nèi)配線的設(shè)計(jì)包括線徑、線長、端子、走線方式等，其直接關(guān)系到控制器的可靠性、可維修性、生產(chǎn)效率和測試效率，因此電氣設(shè)計(jì)里面的機(jī)內(nèi)配線設(shè)計(jì)也直接關(guān)系到整個電控系統(tǒng)能否達(dá)到“四個面向”的要求。因此機(jī)內(nèi)配線設(shè)計(jì)緊緊圍繞以下目標(biāo)：提高可靠性、提高可維修性、提高生產(chǎn)效率和測試效率。主要通過以下幾個方式來實(shí)現(xiàn)：（1）減少配線數(shù)量；（2）縮短配線長度；（3）進(jìn)行防反插防錯插設(shè)計(jì)。

5.2 安全設(shè)計(jì)

內(nèi)部布線主要依據(jù)以下幾個方面進(jìn)行安全結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)：配線不能經(jīng)過尖銳、鋒利的地方；配線不能經(jīng)過高溫區(qū)域，不能與高溫部件接觸；配線不能經(jīng)過運(yùn)動部件活動區(qū)域；配線走線不能有引水到帶電部件的隱患，否則要有“回水灣”設(shè)計(jì)；走線后配線不能直接與人手易觸及金屬部件接觸；配線走線時應(yīng)充分考慮對EMC的影響，強(qiáng)弱電盡量分開；配線走線時應(yīng)盡量簡潔、美觀、易操作，如：盡量少扎線扎，避免在不便操作的地方扎線扎。

6 面向用戶、面向生產(chǎn)的設(shè)計(jì)

人的需求最重要——新用戶、老用戶、潛在用戶以及設(shè)計(jì)流程中我們的用戶，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中都是不可或缺的寶藏。質(zhì)量好、實(shí)用、方便、省電節(jié)能等，這些用戶的基本需求都需要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時充分考慮。

圖7 拆取過濾網(wǎng)示意

圖8 便于接管的結(jié)構(gòu)示意

圖9 拆卸進(jìn)風(fēng)面板示意

圖10 變頻室外機(jī)更換主板示意

產(chǎn)品技術(shù)過硬是基礎(chǔ)，質(zhì)量好是基礎(chǔ)的基礎(chǔ)，這就要求在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時需考慮到生產(chǎn)加工、加工工藝、生產(chǎn)場所等生產(chǎn)因素，同時通過一些生產(chǎn)管理模式，如六西格瑪管理法、精益生產(chǎn)、質(zhì)量整改、6S、合理化建議、QC小組等，進(jìn)行立體式的操作，來確保產(chǎn)品質(zhì)量。

7 面向售后的結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)案例

（1）過濾網(wǎng)的清洗：將過濾網(wǎng)旋轉(zhuǎn)到正面，拆取過濾網(wǎng)（如圖7所示）。

（2）便于接管的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（如圖8所示）：根據(jù)室內(nèi)機(jī)的具體安裝位置，將室內(nèi)機(jī)進(jìn)出管彎曲部分（如圖8a）從殼體內(nèi)垃出（如圖8b），與連接管對接并將連接管與排水管包扎在一起（如圖8c）。

8 面向維修的結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)案例

產(chǎn)品的維修性設(shè)計(jì)的目的是實(shí)現(xiàn)規(guī)定的維修性的定量與定性要求，特別是減少維修時間的要求。維修性設(shè)計(jì)要符合維修方案的要求，并滿足環(huán)境、人的因素等約束條件。維修性設(shè)計(jì)一般要求：（1）簡化產(chǎn)品及維修操作；（2）具有良好的可達(dá)性；（3）提高標(biāo)準(zhǔn)化、互換性程度；（4）具有完善的方差錯措施和識別標(biāo)志。

示例1：售后維修更換電機(jī)、風(fēng)葉，只需拆卸進(jìn)風(fēng)面板、導(dǎo)流圈后，就可方便的維修更換電機(jī)、風(fēng)葉（如圖9所示）。

示例2：變頻室外機(jī)主板維修頻率較高，變頻室外機(jī)主板一般平放在右側(cè)頂部。維修主板時，需先拆卸頂蓋，再拆卸電器盒蓋，最后拆裝維修更改主板。因目前建筑結(jié)構(gòu)要求，室外機(jī)普遍要求放置在飄窗空調(diào)格，頂部空間有限，無足夠的空間來拆裝主板（如圖10所示）。

目前維修方法是：將室外機(jī)機(jī)拉出飄窗空調(diào)格在進(jìn)行維修更改主板，部分機(jī)型還需收氣，拆卸連接管，維修困難、時間長。

解決上述問題，在設(shè)計(jì)方面給出的建議：電器盒主板放置在前側(cè)板后方，只拆卸前側(cè)板，就可方便維修電器盒、主板。

9 結(jié)束語

空調(diào)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是一個不斷完善的過程，克服設(shè)計(jì)過程中遇到的問題就是設(shè)計(jì)的方向。通過推行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)過程加強(qiáng)“四個面向”的設(shè)計(jì)理念；設(shè)計(jì)過程中充分利用理論知識、軟件模擬功能對結(jié)構(gòu)進(jìn)行細(xì)致的分析，才可以實(shí)現(xiàn)簡化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程，避免設(shè)計(jì)走彎路，讓設(shè)計(jì)開發(fā)工作真正做到精準(zhǔn)、高效，設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)合理、具有創(chuàng)新的產(chǎn)品。