吉利控股集團主任工程師 譚居逸
1 吉利汽車VPM項目實施背景
在2011年考慮上VPM系統(tǒng)的時候，吉利汽車已經(jīng)上了PDM系統(tǒng)GPLM。在GPLM未推廣之前，整個企業(yè)的數(shù)據(jù)都是通過文件服務(wù)器來管理，這導(dǎo)致了應(yīng)用過程中出現(xiàn)了很多問題：1.數(shù)據(jù)文檔權(quán)限不受控,基于文件夾的權(quán)限控制難以實現(xiàn)有效管理。2.數(shù)據(jù)源不統(tǒng)一，設(shè)計數(shù)據(jù)分布在電腦本地、文件服務(wù)器等，每天在不斷進行大量的復(fù)制粘貼操作；3.關(guān)聯(lián)性無法查詢，雖然可以通過BOM來查詢，但是這種查詢效率低下，準確性也難以保證；4.設(shè)計發(fā)放與工程更改難以管理，經(jīng)常發(fā)生發(fā)放給供應(yīng)商的數(shù)據(jù)，不是最終審批的數(shù)據(jù)，給公司帶來了損失。
圖1 VPM項目實施背景
GPLM系統(tǒng)實施后，解決了設(shè)計權(quán)限的控制問題、推廣實施了設(shè)計導(dǎo)航、設(shè)計發(fā)放與更改管理已受控、父子關(guān)系、借用件關(guān)聯(lián)可查詢等一系列問題，但是仍然存在很多問題亟待解決：仍存在多個數(shù)據(jù)源，難以實現(xiàn)實時協(xié)同的整車設(shè)計環(huán)境；設(shè)計過程沒有完全管控；難以實現(xiàn)參數(shù)化關(guān)聯(lián)設(shè)計，并由此引發(fā)了一系列問題：
1.評審內(nèi)容收集量大且費時，評審人員不能及時看到設(shè)計過程和結(jié)果；
2.總成裝配打開時出現(xiàn)大量重名沖突或鏈接丟失；
3.設(shè)計師無法及時獲得所關(guān)注的周邊設(shè)計環(huán)境；
4.難以做出全面準確的更改影響判斷，更改遺漏屢有發(fā)生；等等。
經(jīng)過分析，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致這些問題的根本原因在于：缺乏整車協(xié)同設(shè)計環(huán)境；缺乏對設(shè)計過程的管控，需要一個系統(tǒng)，來實現(xiàn)單一設(shè)計源并對設(shè)計過程進行管控，能夠方便工程師進行設(shè)計環(huán)境的管理。
2 ENOVIA VPM總體方案簡介
ENOVIA VPM系統(tǒng)總體定位三層的架構(gòu)，最上面是企業(yè)管理層，對應(yīng)的是傳統(tǒng)的PDM，關(guān)注的是業(yè)務(wù)流程，注重企業(yè)流程的嚴格遵守，上下級工序的有序銜接，主要負責(zé)企業(yè)級的BOM管理，企業(yè)級的項目管理，企業(yè)級的研發(fā)流程的管理，等等。
中間是協(xié)同管理層，用于管理設(shè)計，因為設(shè)計本身有著鮮明的特點，在設(shè)計過程中存在大量設(shè)計迭代，所以相對來說，沒有那么注重流程，而注重應(yīng)用性，以及與下游眾多工具的集成，當然在上游還需要與PDM進行深度的系統(tǒng)集成。比如說非常典型的分析仿真平臺，工藝仿真平臺，協(xié)同設(shè)計平臺。VPM協(xié)同設(shè)計平臺在應(yīng)用層與CATIA有深度的集成，在上游與PLM進行集成。
底層是CAX設(shè)計工具，如CAD設(shè)計工具CATIA，工藝設(shè)計工具DELMIA，以及不同學(xué)科的CAE設(shè)計工具。
ENOVIA VPM系統(tǒng)總體框架的核心是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)創(chuàng)建與管理，這里的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)即指設(shè)計BOM。所謂設(shè)計BOM，除了EBOM外，還包括設(shè)計中產(chǎn)生的一些過程文件，比如硬件數(shù)據(jù)，CAS數(shù)據(jù)，總布置數(shù)據(jù)，在設(shè)計過程中的方案數(shù)據(jù)，等。圍繞著這樣一個設(shè)計BOM，可以實現(xiàn)車型的選配的管理，還有設(shè)計成熟度的管理，以及開展跨專業(yè)的協(xié)同設(shè)計，還提供了很多協(xié)同設(shè)計的工具。同時，還有整車的數(shù)字化樣機管理，以及數(shù)據(jù)化管理的功能，像標準件管理、多方位設(shè)計管理、電器設(shè)計管理、委外設(shè)計管理。在集成上，與PDM進行集成，包括BOM數(shù)據(jù)的集成；三維數(shù)據(jù)與2D數(shù)據(jù)的集成。流程方面，也有工程更改的集成，另外在標準件以及兼容件方面也會有一些集成。
圖2 VPM系統(tǒng)定位
從宏觀來看，系統(tǒng)覆蓋的整體的業(yè)務(wù)流程。在前期有策劃與造型設(shè)計階段，主要覆蓋到配置管理和總布置設(shè)計；在應(yīng)用設(shè)計階段，會在各專業(yè)進行協(xié)同設(shè)計，進行整車的DMU審查，設(shè)計成熟度的審查，數(shù)據(jù)發(fā)布的歸檔；驗證階段與小批量試生產(chǎn)，設(shè)計變更，變更數(shù)據(jù)歸檔。
圖3 VPM系統(tǒng)總體框架
從微觀來看，就是ENOVIA VPM系統(tǒng)平臺以后，首先工程師會在PDM中接收到任務(wù)，然后進入?yún)f(xié)同設(shè)計平臺里去創(chuàng)建零件號，搭建結(jié)構(gòu)。注意，創(chuàng)建結(jié)構(gòu)是一個自頂向下的過程，即先整車，整車結(jié)點，然后二級裝置，然后總成、分總成，嚴格的按照自頂向下的過程。有了BOM后，各專業(yè)設(shè)計人員基于BOM，進行產(chǎn)品的協(xié)同設(shè)計，利用CATIA進行三維設(shè)計。設(shè)計的階段可以定期把BOM同步到PDM中，在PDM中進行BOM的簽審，當設(shè)計到一定的程度，工程師零件完成了，就可以提升它的成熟度。成熟度的提升是自底向上的過程，首先零件完成，工程師做零件的自審，提升零件的成熟度；然后部門做部門級的DMU評審，提升總成的成熟度后，到了裝置要做整車的DMU的審查，當審查設(shè)計完成的話，就會觸發(fā)裝置數(shù)據(jù)歸檔的流程，流程走完，任務(wù)完成；如果駁回，則又回到3D設(shè)計，重復(fù)DMU成熟度提升的過程。如果有設(shè)計變更的話，也是先在PDM中申請變更請求，然后在協(xié)同設(shè)計平臺中同步變更單把零件的版本升級且成熟度降到最低，然后在VPM里面進行三維設(shè)計，再走成熟度提升的流程，最后回到PDM系統(tǒng)把問題閉環(huán)。
圖4 整體業(yè)務(wù)流程
通過實施ENOVIA VPM項目，吉利汽車完成了整車協(xié)同設(shè)計環(huán)境的搭建，實現(xiàn)了對產(chǎn)品設(shè)計過程的管控。
根據(jù)吉利控股集團主任工程師譚居逸在2013第九屆中國制造業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新數(shù)字化國際峰會的發(fā)言整理而成，已經(jīng)本人確認！
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本文標題：設(shè)計協(xié)同在汽車研發(fā)中的應(yīng)用
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