冷媒全流程信息化技術的研究與應用

楊 清 楊 民 施清清

（珠海格力電器股份有限公司 珠海 519070）

引言

GB 21455-2019《房間空氣調節器能效限定值及能效等級》于7月1日正式實施。被稱為“史上最嚴能效標準”的新版能效標準是繼1989年第一版能效標準發布以來的第7次發布與修訂,首次將變頻空調和定頻空調的能效標準統一起來，整體提升家用空調的能效入門標準[1]。 空調行業的發展致力于滿足顧客需求，發展健康化、智能化。在行業集中度不斷提高的基礎上，隨著生活品質不斷改善，過程管控能力及能效要求的不斷提升，冷媒種類及灌注量直接影響著空調整機能效。目前行業內從冷媒來貨到冷媒站充注，如圖1所示，再到整機灌注都需要人工核對相關信息并進行紙質記錄，依靠人工巡查的管控方式較為落后，無法對數據進行實時監控追溯，冷媒灌注過程不可控。為杜絕冷媒質量異常，本文對全流程進行梳理，通過優化全流程、設計管道連接與灌注防錯、信息化管控技術等，消除潛在的質量管控風險。

圖1 冷媒全流程簡圖

1 冷媒全流程優化

空調制造行業的現狀趨于依賴信息化技術，信息化需要在行業中得到具體應用[2]。針對冷媒輸送和灌注過程容易突發的異常，專項采取先進措施改善，有效控制住問題點，有目的性的進行解決和防范。

1.1 目視信息化

由于冷媒管道采用軟管輸送，管路錯綜復雜，維修管路費時費力。針對此現象將軟管改用硬管，按照冷媒種類整齊排布，在管路上增加目視標識，如圖2所示，區分不同種類的冷媒管路、備用管路等。不同種類冷媒以及不同用途的管道，對其接頭進行優化設計，在管路接頭處增加防錯工裝，實現硬件防錯，防止對接時管路錯接，避免冷媒輸送錯誤。

圖2 管路目視化及整齊分布

1.2 灌注信息防錯

在空調制冷行業，灌注冷媒崗位目前大部分仍然采用的是人工灌注或半自動化灌注，而不是完全的自動化灌注[3]。依靠人工自主核對整機所需要灌注的冷媒種類，過程存在不可控性。研究發現給每個生產訂單建立數據庫，通過制造執行系統（MES）配備掃描槍掃描零部件條碼進行識別，可以達到防錯目的[4]。整機生產過程帶有的流程信息中包含MES條碼，在整機灌注前進行MES條碼掃描識別，可以調取并識別系統中該機型所需灌注的冷媒種類以及灌注量。采用這種智能關聯的方式可以確保整機灌注時冷媒符合明細要求，使整個過程可控。

灌注機對整機進行灌注時，允許設置補償量，該補償量在設置時無上限，輸入補償時容易誤輸。在灌注機原有設定上增加補償限定，由原來的無上限改進為上下限±20 g，如圖3所示，代替手動更改補償，避免異常灌注現象。

圖3 冷媒補償量設定改善

同時，在整機需要二次灌注時，通過人為蓋章確認的方式存在灌注異常整機流入下工序風險。所以，在MES信息管理系統中增加冷媒二次灌注檢驗項，將其與灌注系統進行關聯互鎖，如圖4所示，達到冷媒二次灌注與打包互鎖防錯的目的，杜絕將漏灌冷媒或灌注異常的整機打包入庫。

圖4 二次灌注與打包互鎖

2 信息無紙化記錄

身處信息化高速發展的時代，研究應用信息化技術可以對全流程的數據記錄和監控方式進行改進，提高生產的可靠性和生產效率。研究表明，相比傳統紙質記錄，電子記錄能提高工作效率，保證規范性，提高正確率[5]。

2.1 數據記錄優化

冷媒來貨數據主要包括來貨車次、冷媒種類、冷媒重量等，紙質記錄多項數據顯得尤為繁瑣，記錄準確性不可控。冷媒卸貨前需要對冷媒進行水分測試，符合要求方可卸貨，繼而輸送至生產線使用。研究開發“冷媒送測信息化管理系統”對冷媒水分測試數據以及檢驗結果進行記錄和自動審核，可以節省審核流程所用時間。

在整機灌注過程中，進行自動稱重，稱重機與計算機對接進行稱重數據的記錄與保存。

利用信息化對冷媒全流程涉及數據進行記錄，取代人工核對記錄方式，增強空調行業對冷媒稱重過程的管控能力。

2.2 數據追溯

指派員工每天進行數據監控，記錄好全流程各個環節點的重要信息。員工監控數據的方式，在一定程度上有效，但不能長久，外部環境與自身的不定因素都會影響員工在過程中對數據的監控、記錄效果，容易出現失效環節。

在信息化時代，依靠電子信息輔助監控的潮流不可阻擋，我們在冷媒全流程的管控過程中，運用“冷媒信息追溯系統”，如圖5所示，記錄和監控各個環節的數據，實現數據保留的永久性和可追溯性。

圖5 冷媒信息追溯系統

對冷媒全流程數據進行有效監控和追溯，便于我們了解從冷媒輸入到產品輸出的具體信息。掌握了全流程的信息，在處理冷媒灌注異常問題或是能效偏低問題時，我們都能做到有跡可循、有理可依。通過數據進行排查問題環節，防止問題遺留并迅速進行處理，有效的保障空調質量以及提高顧客滿意度。

3 精準測試

冷媒在整機灌注之后，需要進行在線測試，通過觀察電流、運轉功能測試，判斷冷媒是否灌注異常以及整機運行是否可靠。通過人工計算一個可信度高的范圍，然后依據該范圍人為判定電流是否合格，如圖6所示。人工讀取偏差較大，熵檢測試范圍較廣，測試無法全面涉及，存在局限性。

圖6 人工讀取判定

對整機在線運轉測試增加精準測試項，如圖7所示，在冷媒回收前對電流、電壓等相關數據進行穩態精準檢測，為整機運轉判定奠定數據基礎。開發熵檢自動精準判異功能，按照不同機型制定標準要求，對測試電流進行自動判定（合格/不合格），如圖8所示。

圖7 精準測試

圖8 熵檢自動判定

4 實用案例

某基地出現冷媒批量（數萬臺）灌錯事件，給企業帶來極其嚴重的損失。為嚴格控制整機冷媒使用符合性，杜絕冷媒使用錯誤問題，該基地從目視化管理、硬件防錯等方面，打通從輸入到輸出的全流程管理。對灌注車停車位進行目視信息化改進，硬件防錯落實R32/R410A冷媒管道接頭規格大小不同，同步落實物理防錯，兩個冷媒站分廠建造，管路接頭如圖9所示。

圖9 管路接頭

該基地同步采用信息化技術，對全流程數據進行記錄和管控，對冷媒灌注進行智能防錯，有效的避免了冷媒批量灌錯事件再次發生。

5 結論

冷媒全流程的管控，離不開技術的研發和應用。想要對整個流程長期有效的控制和防錯，信息化技術取代人工的趨勢勢不可擋，合理開發和利用信息化技術，對空調行業的發展有利無害。