标准化数字建设——

标准化数字建设——

图样数字化审查实施路径研究

何永川 1，唐微 1，刘宏 1，何桥 1，胡海 1，阮思维 1，刘振波 2，王添 2

（1. 中车株洲电力机车有限公司；2. 中车工业研究院有限公司：湖南 株洲 412001）

摘 要：本文以某轨道交通企业实施标准数字化转型建设为契机，介绍图样数字化审查的实施路径。通过结合软件技术、知识工程和大数据分析等理念，建成一套可在企业中广泛推广的图样数字化审查系统，其应用前景也可拓展到基于知识的设计合理性、数据规范性审查，助推企业的数字化进程，实现企业智慧化建设。

关键词：标准；贯彻；实施；审查；数字化；智能化；路径

Standardized digital construction——Study on the Implementation Path of Intelligent Review of Drawings

HE Yongchuan1,Tang Wei1，Liu Hong1，He Qiao1，Hu Hai1，Ruan Siwei1，Liu Zhengbo2，Wang Tian2

( 1. CRRC Zhuzhou Locomotive Co., Ltd.; 2. CRRC Academy Co., Ltd：Zhuzhou 412001, China)

Abstract: This paper takes the implementation of standard digital transformation construction of a rail transit enterprise as an opportunity to introduce the implementation path of intelligent review of drawings. By combining the concepts of software technology, knowledge engineering and big data analysis, a set of intelligent review system for drawings can be widely promoted in enterprises, and its application prospects can also be extended to knowledge-based design rationality and data normative review, so as to promote the digital process of enterprises and realize the intelligent construction of enterprises

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Key words: standard; implement,inspection,digitization,intelligent,path

1.研究背景与意义

随着企业的快速发展，企业的新订单、新项目、新产品研发不断增多，图样审查工作也随之急剧加大，由带来的新的问题与挑战：

一是对审查人员的知识储备要求高。图样作为设计输出的载体之一，承载了产品可实现的各类信息。因此，一般需经过：设计—工艺—标准化等各环节审核，每一环节以自身专业出发审核图样，每一环节均需掌握大量知识并熟练应用。以标准化审查人员视角聚焦基础标准的审查为例，其中涉及标准也达近百余项；将标准中要求的条款（知识）条目的具体要求列解拆分，数量可达近万条审查点。由此对审查人员的知识量储备要求高，对审查人员关于知识串联的能力要求高。

二是对审查人员的审查行为要求高。审查人员在对图样审样中，一般被要求指出图样的错误所违反的标准或要求、错误位置以及必要的修改建议，也便更好的让被审人员能快速修正错误也达到既保证质量又保证效率；避免因人工审查多次驳回增加总的审查时间。

三是审查工作量大、工作繁琐枯燥且无趣。以轨道交通行业某主机企业的审查统计数据，月平均审查图样及文件数量达6500余份，峰值达12000余份；且对同类常见错误的重复审查，使得审查人员感到工作繁琐、枯燥且无趣；基础性审查工作耗费审查人员大量的精力，导致标准化人员投入到创造性工作的时间减少。

四是人力资源的浪费，一般各企业的标准化人员大部分由设计、工艺人员组成，具有丰富的工程项目经验，基于当前狭义的、基础性的标准化审查，是对现有标准化人员的人力资源浪费。

五是对新进行员工培训的难度大。因设计人员变动频繁，新设计人员不断加入到研发团队，因新人对公司执行的基础标准（如：产品图样的基本要求、技术制图等）掌握不足；同样的错误项点不同人员多次重复范错，使图样的制图质量下降，且出错后不知道具体错误项点位置和判定准则。

六是审查数据的记录和应用缺失：标准化归口单位在督查基础标准的有效贯彻实施时，缺乏有效的数据支撑与反馈,不能很好的了解标准执行过程中的问题，哪些标准应用的频次高，哪些标准执行是问题较多。不能为业务管理部门的精准施策给予支撑。

除上述企业自身发展带来的问题与挑战外，国家层面也为企业数字化转型、标准数字化建设提出了指引。

2021年3月，《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中第五篇将“加快数字化发展 建设数字中国”作为独立篇章提出，其中标准数字化是数字经济、数字社会、数字政府建设的底层基础。

2021年10月，国务院印发《国家标准化发展纲要》，在发展目标中要求不断提高标准数字化水平，为支撑该目标的落地，在七大任务中进行了相应部署：

一是深化标准化运行机制创新。持续优化标准制修订流程、平台和工具，健全消费者、企业等相关方参与标准制修订的机制，加快标准迭代升级，提高标准质量水平。

二是提升标准化技术支撑水平，建设全国协调统一、分工负责的标准化公共服务平台和国家标准馆。发展机器可读标准、开源标准，推动标准化工作向网络化、数字化、智能化转型。

2.建设思路与构想

当前设计输出的主要载体形式为：图样和文件，其中图样数占比约85%以上。针对当前急、重、难问题，可采用软件数字化审查的方式解决图样审查问题，从而有效释放劳动力，在软件建设思路上，构建一套“标准化数字化审查 软件系统”，即IT审查黑匣，实现：输入（图样）→IT审查黑匣→输出（审查结果）；该IT审查黑匣具备：

一，审查规则库的建设与维护。将标准中承载的知识进行条目化、结构化，并存储在IT审查黑匣中，软件对知识条目进行计算机语言逻辑化。该功能解决研究前景中审查人员知识储备要求高，记忆要求高的难题。

二，IT审查系统与PLM系统集成。实现IT审查嵌入审查流程。利用软件审查效率高、审查规范且严格，可有效解决审查工作量大，人工审查效率低下问题，同时可释放现有审查人员劳动力，合理有效发挥标准化人员的知识经验。

三，IT审查数字化审查。实现对错误的指引，标准要求的指引和错误修正的指引。从为实现对有被审查人员标准宣贯和正确执行标准。

四，数据存储、统计和分析。审查数据可即时存入审查数据库，可通过分析审查数据了解标准执行中的重、难点问题，以便对症施策。

考虑知识的迭代更新，以及当前技术水平实现完全数字化审查的局限性，审查系统由软件审查和人工审查共同组成，相互互补支撑。随着技术的发展与提升，软件可实现更多的审查，而人逐渐退出审查，进入到知识创造的活动中。总体的建设路径见图1

图1  标准数字化转型实施路径

3.技术积累与储备

为达成图样数字化审查的目标，基于建设思路和构想，主要实施：标准要求文件化、审查规则条目化、人工审查便捷化等技术积累，夯实基础管理数据，为软件审查数字化筑牢基础。

标准要求文件化：主要通过对以往审查人员的经验，进行提炼、总结、编撰成册，以一种固化的知识形成为审查人员和被审人员提供指导。通过审查人员总结，将散落在各项标准中要求进行解构、归零、重构，使要求重新组织，结构化，方便相关人员掌握使用。以某轨道交通行业整车研发制造企业为例，分别编制了《标准化审查指南》和《图样标准化审核案例集》，并进行持续性的迭代更新，完善。

审查规则条目化：完成知识与经验的文件化后，使用人员需要快速检索到自已需要的审查规则时，仍然不够便捷。将审查规则条目化、结构化则尤显必要。以某企业的典型做法为例，将《标准化审查指南》和《图样标准化审核案例集》结构化形成审查评语库，其结构形式见表1。

表1  图样审查评语库

人工审查便捷化：日常审查中，审查人员一般通过审查评语与被审查人员进行“书面”沟通对话，此审查方式效率较低，通常还需借助电话等方式进行沟通，甚至面对面沟通。通过将已条目化的审查规则与PLM系统集成，让人工审查便捷化，半数字化，同时可实现审查数据的统计与分析。

图2  人工审查

图3  错误项点数统计

4.软件开发与实施

基于标准数字化建设思路与构想，以及对图样软件审查的功能的规划，从技术上自顶向下提出了图样数字化审查软件的系统总体架构，该软件系统具备高可靠性、高效率、可扩展性。系统顶层架构如图4所示,从底部至上分为5层。

图4  系统总体架构

第一层:标准规范收集、整理、分析、制定,形成企业审图规范知识范库;第二层:将标准规范灌入工具，实现一键标准化审图、快速设计,提升设计和审图效率;第三层:随着应用优化提炼规范，提升CAD应用和标准化成熟度;第四层:知识/规则应用的过程中，不断优化/累积，形成应用→优化→累积→入库→再应用的良性循环,提升企业核心技术;第五层:促进三维一体化应用，建设基于模型的企业。软件数字化审图系统功能架构如图5所示:

图5  系统功能架构

如系统功能架构所示，最底层是“规则/知识”层，以规则库为核心，建立用于审图过程中不同角色的逻辑规则库，包括布尔类检查模型、数值类检查模型、材料、文本框检查模型等等，以审查对象及其层次结构为核心，将国家标准、行业标准、企业标准、国际标准及其它国外先进标准进行差异化配置，实现对不同应用场景，进行差异化的配置审查规则。再往上是客户端的审查功能层，是对图样或模型中具体对象的具体审查函数，通过规则模型来驱动实现审图过程。再往上是应用层的用户界面和授权管理层，应用层的客户端会根据授权的不同角色生成检查清单。

围绕《标准化审查指南》、《图样标准化审核案例集》、图样审查评语库和人工审查系统统计高错误率项点，初期完成审查项点数十余类项点的审查的软件逻辑化与系统嵌入。为保证软件被推广和使用，在软件开发中应从使用者角度出发，解决：审查高效、操作简便、错误指引精准、要求指引清晰、修正指引实用。从而缓和被审人员与软件审查的矛盾，解决软件应用推广的抵触心理。同时通软件审查数据存储、统计、分析，可掌握标准执行过程中的问题，以大数据分析方法挖掘有价值的数据。

为实现软件的的高效审查，在审查方式上通过本地客户端审查和服务器端审查两种方式相结合，实现图样的分流。在操作简便上，通过在嵌入制图软件的方式，用户通过功能菜单一键审查或提交到服务器端，由软件实现无人值守自动化审查。在指引与帮助系统中，对审查结果的错误位置进行：a）交互式高亮显示指引；b）或审查文本报告中逻辑位置索引或坐标值位置索引。标准要求指引及修正指引。软件实现的操作界面见图6和审查结果展示界面见图7。

图6  图样数字化审查操作界面

图7  审查结果展示界面

图样数字化审查软件在本地客户端执行审查时，将采集用户数据回传审查结果数据库，同时服务器端审查数据也同时汇流进行审查结果数据库。审查结果数据记录了图样图号、图名、编制人员、项目名称、错误项点等元数据信息，并进行结构化存储。通过数据分析可有效获知高频次错误项点、人员、部门和项目等内容，为纠偏纠错提供了数支撑。

图8 数据统计分析的功能架构

图9  服务器端审查统计数据

图10  本地端审查数据统计

5.实施效果评价

某轨道交通整车主机企业，自实施标准数字化建设以来，实现了从常规人工审查到半自动化人工审查，逐步实现了软件数字化审查的转型。搭建起图样数字化软件审查系统，与PLM系统集成，嵌入到流程中审查。软件审查使用率从最初上线运行21%左右到运用8个月已达到81%以上。图样的审查效率得以快速提升，图样质量得到明显提升，由平均错误率10%降低到5%，随着审查条目的进一步迭代优化，错误率将进一步降低。同时探索出了数字化转型方向，为后续三维模型审核、三维标注审核、标准要素机器识别及审查打下平台基础。

标准化数字转型初步显现出经济效益，目前未对避免批量质量问题产生的经济价值进行计算和评估，仅从基础图样及文件审核的人工费用估算也创造了一定经济效益，图样审核节约审核人员时间，使标准化人员更聚焦于标准研制（创建规则）的活动中，为企业发展提供更大的价值。

6.应用前景展望

图样数字化审查系统的搭建与实施研究为企业数字化转型探明了一条可实现的路径。随着经验、案例的积累及计算机领域信息技术发展，软件的迭代优化，使数字化程度不断提高，未来可将“狭义标准化问题审查”交由计算机软件。而当前标准化人员将有更多的时间去审核图样中的“广义标准化问题”。

利用计算机知识存储量大、数据检索快、审查运算快、审查完整性高且审查可无角色区别等特点，可将当前图样审查路径中各审查角色的知识与经验通过文件化、条目化、结构化、计算机语言逻辑化等一系统过程，将规则植入审查软件实现数字化审查，最终实现智慧化。

参考文献：

[1]肖英萍.企业标准数字化实现路径初探[J]

[2]张春玲.电气图样标准化自动审查软件开发及应用[J]

[3]武志功.计算机辅助标准化审查方法研究[J]

[4]中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要[J]

[5]国家标准化发展纲要[J].纺织检测与标准,2021,7(5):51-55.