分體落地式空調(diào)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)標準化設計

賈水田 王小強 雷杰雄 王征

（珠海格力電器股份有限公司標準管理部 廣東珠海 519070）

1 引言

隨著國家經(jīng)濟的快速發(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)查報告，分體落地式空調(diào)的關注度由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)的設計也越來越趨向于多樣化，如何實現(xiàn)快速的轉(zhuǎn)換，以滿足不同客戶的需求，標準化設計已成為各個企業(yè)關注的重點。

2 標準化設計的特點和必要性

企業(yè)標準化在企業(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基礎。標準化通用化設計對企業(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)技術水平及競爭力；（7）利用信息技術，推動企業(yè)使用高新技術，實現(xiàn)科技進步。因此，實施企業(yè)標準化的重要性和必要性是顯而易見的，對企業(yè)的影響是長存久遠的。

3 空調(diào)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)標準化設計

空調(diào)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)標準化設計主要包含三個方面內(nèi)容。

3.1 零部件通用化設計

零部件通用化是產(chǎn)品設計標準化的重要內(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，擴大其使用范圍，使其成為通用件，進而形成標準件。在產(chǎn)品設計開發(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，不再重新設計零部件，而是直接采用已有的通用件或標準件。

（注：零部件通用化能最大限度地減少零部件在設計和制造過程中的重復勞動，節(jié)省設計成本，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)通用化設計

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)設計過程中可直接選用。

3.2.1 基本要求

對空調(diào)產(chǎn)品進行系列化設計時，應全面對比分析基型產(chǎn)品及派生改進產(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)設計在滿足系統(tǒng)性能、安全等基本要素的前提下，應保證零件生產(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)零件對應模具設計、制造加工工藝性好，生產(chǎn)效率高；在可能的運輸、顛振、周轉(zhuǎn)情況下能保證結(jié)構(gòu)的可靠性及穩(wěn)定性；運動部件在各種制冷、制熱運轉(zhuǎn)過程中無異響、噪音等。

3.2.2 案例說明

以滑動門導風機構(gòu)（導風板與軸套孔配合設計）進行案例說明：

（1）確定UDF（自定義）局部結(jié)構(gòu)模型

（2）確定選材及設計要求

含使用材料范圍、設計尺寸要求、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→選擇對應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

實現(xiàn)經(jīng)驗總結(jié)，規(guī)范傳承。

3.3 結(jié)構(gòu)標準化設計

結(jié)構(gòu)標準化設計目前發(fā)展趨勢——實現(xiàn)平臺化設計（如圖5所示）。在空調(diào)產(chǎn)品模塊化設計的基礎上，研究平臺化設計方法，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應用；平臺架構(gòu)規(guī)劃的精髓在于：標準模塊（模塊與產(chǎn)品功能的對應）、標準接口（模塊之間的接口）；模塊化和接口標準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，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)，使平臺模塊標準化，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、零部件及相關技術，以保持競爭力；平臺模塊化設計開發(fā)，以利于采購和供應鏈成本的優(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——提前進入市場，增加了市場占有率，增加收入。

（2）直接工程費用降低——標準化通用化的結(jié)構(gòu)，減少開發(fā)測試資源。

（3）復雜性降低——減少服務，降低服務、管理成本。

（4）原材料成本降低——標準化的架構(gòu)和設計再利用，改進采購談判定位。

（5）制造人工成本降低——減少部件總數(shù)；標準化的接口。

（6）投資費用降低——設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)、擋風板、接水盤擋板、電器盒部件、蝸殼壓板等。需重點關注材料的選擇（噴涂件材料的選擇、材料厚度的選擇等）、配合間隙的設計（一般大面積的面配合，需要預留較大間隙，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、左右擋風板、蒸發(fā)器連接板、擋水板組件等。需重點關注蒸發(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 平臺化設計示例

圖6 分體落地式空調(diào)內(nèi)機結(jié)構(gòu)示意

（3）風道結(jié)構(gòu)件模塊

包括蝸殼、離心風葉等。需重點關注蝸殼型線的設計（4段螺旋曲線設計）。

（4）排水密封保溫模塊

包括接水盤、海綿件、出風口泡沫等。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、擋風板）、 防止漏風、凝露等；出風口泡沫需注意檢查密封性，否則潮態(tài)實驗會出現(xiàn)冷風倒灌到出風面板與擋風板之間。

（5）注塑件模塊

包括頂蓋部件、出風部件、進風部件、底盤部件、運動部件模塊、大門板部件等。需重點關運動部件的設計，需要設計模擬機構(gòu)運動。

（6）電控模塊

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

5 產(chǎn)品走線的結(jié)構(gòu)標準化設計

5.1 走線結(jié)構(gòu)

機內(nèi)配線設計是電氣設計的重要環(huán)節(jié)，機內(nèi)配線的設計包括線徑、線長、端子、走線方式等，其直接關系到控制器的可靠性、可維修性、生產(chǎn)效率和測試效率，因此電氣設計里面的機內(nèi)配線設計也直接關系到整個電控系統(tǒng)能否達到“四個面向”的要求。因此機內(nèi)配線設計緊緊圍繞以下目標：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現(xiàn)：（1）減少配線數(shù)量；（2）縮短配線長度；（3）進行防反插防錯插設計。

5.2 安全設計

內(nèi)部布線主要依據(jù)以下幾個方面進行安全結(jié)構(gòu)標準化設計：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”設計；走線后配線不能直接與人手易觸及金屬部件接觸；配線走線時應充分考慮對EMC的影響，強弱電盡量分開；配線走線時應盡量簡潔、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)的設計

人的需求最重要——新用戶、老用戶、潛在用戶以及設計流程中我們的用戶，在產(chǎn)品設計中都是不可或缺的寶藏。質(zhì)量好、實用、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)設計時充分考慮。

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 拆卸進風面板示意

圖10 變頻室外機更換主板示意

產(chǎn)品技術過硬是基礎，質(zhì)量好是基礎的基礎，這就要求在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計時需考慮到生產(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)標準化設計案例

（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)設計（如圖8所示）：根據(jù)室內(nèi)機的具體安裝位置，將室內(nèi)機進出管彎曲部分（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)標準化設計案例

產(chǎn)品的維修性設計的目的是實現(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。維修性設計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。維修性設計一般要求：（1）簡化產(chǎn)品及維修操作；（2）具有良好的可達性；（3）提高標準化、互換性程度；（4）具有完善的方差錯措施和識別標志。

示例1：售后維修更換電機、風葉，只需拆卸進風面板、導流圈后，就可方便的維修更換電機、風葉（如圖9所示）。

示例2：變頻室外機主板維修頻率較高，變頻室外機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：將室外機機拉出飄窗空調(diào)格在進行維修更改主板，部分機型還需收氣，拆卸連接管，維修困難、時間長。

解決上述問題，在設計方面給出的建議：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)的設計是一個不斷完善的過程，克服設計過程中遇到的問題就是設計的方向。通過推行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)標準化設計，設計過程加強“四個面向”的設計理念；設計過程中充分利用理論知識、軟件模擬功能對結(jié)構(gòu)進行細致的分析，才可以實現(xiàn)簡化結(jié)構(gòu)設計流程，避免設計走彎路，讓設計開發(fā)工作真正做到精準、高效，設計出結(jié)構(gòu)合理、具有創(chuàng)新的產(chǎn)品。