1 前言
本文介紹了武漢天喻軟件有限責任公司（以下簡稱“天喻軟件”）針對國內(nèi)汽車行業(yè)提出的PLM產(chǎn)品全生命周期管理解決方案。武漢天喻軟件公司是專業(yè)的產(chǎn)品數(shù)字化設計軟件提供商和咨詢服務商，致力于為中國制造業(yè)提供企業(yè)信息化整體解決方案和專業(yè)的信息化咨詢服務。
多年來，天喻軟件為安徽江淮汽車股份有限公司、中航黑豹股份有限公司、東風柳州汽車有限公司、重慶康明斯發(fā)動機有限公司、東風汽車有限公司設備制造廠、重慶長安跨越車輛有限公司、安徽江淮客車有限公司、安徽江淮專用汽車有限公司、方盛車橋（柳州）有限公司、湖北三環(huán)離合器有限公司、湖北福田專用汽車有限公司、上�？坡囕v部件有限責任公司、江西江鈴底盤股份有限公司、南昌江鈴集團協(xié)和傳動技術(shù)有限公司、江西江鈴奧威汽車零部件有限公司、合肥美橋汽車傳動及底盤系統(tǒng)有限公司、吉凱恩車輪（柳州）有限公司、寧波拓普制動系統(tǒng)有限公司等眾多汽車整車企業(yè)和零部件配套廠商成功實施了PDM/PLM項目。為了幫助汽車企業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新，精益業(yè)務流程，知識共享，多方位、多元化協(xié)同來應對機遇和挑戰(zhàn)，天喻軟件經(jīng)過幾年的深入研究，開發(fā)了產(chǎn)品全生命周期管理平臺IntePLM，同時總結(jié)其在汽車行業(yè)的成功實施經(jīng)驗，逐步將汽車行業(yè)的業(yè)務功能融入到IntePLM系統(tǒng)，形成面向汽車行業(yè)的IntePLM解決方案。
2 汽車行業(yè)的特點和信息化需求
提高企業(yè)的產(chǎn)能，提升企業(yè)管理水平，降低生產(chǎn)成本，縮短產(chǎn)品上市周期是汽車行業(yè)乃至所有制造企業(yè)的贏利目標。在現(xiàn)今汽車行業(yè)全球化，競爭日益激烈的經(jīng)濟時代，為實現(xiàn)此目標，全球的汽車企業(yè)都紛紛通過全球化采購零部件，零部件模塊化設計，零部件標準化通用化改進，成本可控制，縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期，精細化生產(chǎn)管理等方法和手段來達到贏利目的。這些方面的發(fā)展與創(chuàng)新，離不開信息化手段的支持。而產(chǎn)品全生命周期管理（PLM）正是滿足企業(yè)汽車企業(yè)發(fā)展需求的管理工具及信息化集成工具。
汽車企業(yè)在信息化方面具有以下幾個方面的需求：
●提升產(chǎn)品生命周期各環(huán)節(jié)的管理效率及質(zhì)量，實現(xiàn)信息技術(shù)共享，提高產(chǎn)能，縮短產(chǎn)品上市周期；
●充分利用信息技術(shù)的優(yōu)勢，實現(xiàn)業(yè)務流程電子化，加快產(chǎn)品生命周期各階段的響應時間，降低產(chǎn)品研發(fā)成本；
●積累智力資源，減少重復設計和提高產(chǎn)品質(zhì)量，從而提升企業(yè)核心競爭力；
●實現(xiàn)全球范圍內(nèi)的協(xié)同，主要體現(xiàn)在上下游供應商之間的協(xié)同，公司內(nèi)部的協(xié)同等，滿足汽車行業(yè)的全球化發(fā)展需要；
●提升產(chǎn)品通用化、模塊化設計水平，進一步提升企業(yè)標準化，提高產(chǎn)品的質(zhì)量；
3 汽車行業(yè)IntePLM解決方案
IntePLM的汽車行業(yè)解決方案是立足于國內(nèi)眾多汽車行業(yè)多年的管理經(jīng)驗，吸收國外先進管理思想，利用先進的信息技術(shù)實現(xiàn)的滿足汽車行業(yè)未來發(fā)展需要的信息管理系統(tǒng)。
3.1 IntePLM總體框架方案
為了解決中國汽車工業(yè)所面臨的問題和挑戰(zhàn)，武漢天喻軟件開發(fā)出一個“面向汽車行業(yè)的通用PLM”平臺，可以改善汽車企業(yè)的創(chuàng)新體系，助力中國汽車工業(yè)騰飛。因此，該通用平臺在架構(gòu)上有很大的靈活性和柔性，根據(jù)企業(yè)的具體業(yè)務模型，通過重新布置模塊，而不是重新開發(fā)編碼，來滿足不同汽車企業(yè)的具體需求。IntePLM的總體框架如下圖所示。
圖1 IntePLM系統(tǒng)總體框架
●支持分布式計算的底層技術(shù)平臺
面向汽車行業(yè)的PLM系統(tǒng)必須具有高擴展性和伸縮性的體系架構(gòu)，因此，這樣的PLM系統(tǒng)首先必須基于一個支持分布式計算的底層技術(shù)平臺。目前，比較成熟的底層技術(shù)平臺主要包括J2EE、.NET、COM+、CORBA、Web Service等。JAC-PLM平臺將完全基于以上技術(shù)平臺之一進行設計和開發(fā)，這些技術(shù)平臺為JAC-PLM應用系統(tǒng)提供了一個易擴展、支持復雜應用環(huán)境的底層架構(gòu)和基礎設施。
●PLM基礎平臺層
PLM基礎平臺層包含了用于支撐PLM應用系統(tǒng)的所有與業(yè)務不緊密相關(guān)的基礎服務和構(gòu)件，PLM應用系統(tǒng)將基于這些基礎服務和構(gòu)件構(gòu)造業(yè)務相關(guān)的應用服務和功能，從而滿足對產(chǎn)品生命周期各階段的數(shù)據(jù)管理和業(yè)務支撐的需求。
●PLM行業(yè)解決方案層
PLM行業(yè)解決方案層是整個PLM系統(tǒng)的最高層，它是面向汽車行業(yè)的通用PLM平臺，在此基礎上，針對企業(yè)業(yè)務需求，定制靈活化的實施系統(tǒng)。
●PLM工具層
PLM工具層主要包括實施工具、系統(tǒng)分析工具、二次開發(fā)工具等，其貫穿底層技術(shù)平臺、基礎平臺層、應用層、行業(yè)解決方案層和江淮汽車企業(yè)實施。實施工具是為了簡化系統(tǒng)安裝、部署和應用提供給軟件廠商或第三方實施人員、企業(yè)的系統(tǒng)管理員和業(yè)務管理員等使用的相關(guān)工具；系統(tǒng)分析工具是通過對系統(tǒng)運行狀況數(shù)據(jù)進行收集和分析，從而發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)性能瓶頸、系統(tǒng)運行趨勢、業(yè)務瓶頸等，為系統(tǒng)管理員和業(yè)務管理員提供系統(tǒng)優(yōu)化的依據(jù)；二次開發(fā)工具是為了輔助二次開發(fā)人員基于PLM系統(tǒng)進行快速開發(fā)的工具，主要提供給第三方或企業(yè)的二次開發(fā)人員。
3.2 IntePLM研發(fā)項目管理解決方案
項目管理是企業(yè)策劃、組織才能和指揮才能的綜合體現(xiàn)，它有利于調(diào)動項目成員的積極性，增加企業(yè)效益。項目管理是在項目實施過程中實現(xiàn)其計劃、組織、人員及相關(guān)數(shù)據(jù)的管理與配置，進行項目活動狀態(tài)的堅實，完成計劃的反饋。因此，項目管理問題作為協(xié)同活動組織問題的一個重要組成部分，是PLM系統(tǒng)必須解決的重要問題。
圖2 IntePLM研發(fā)項目管理業(yè)務流程
針對項目管理問題，IntePLM采取面向產(chǎn)品的項目管理機制，對項目的進程進行計劃、調(diào)度、監(jiān)視和控制，管理項目的當前計劃類、實際執(zhí)行類、任務交付對象類、任務流程類、任務限制類等數(shù)據(jù)，使企業(yè)主管能夠?qū)崟r監(jiān)控任務進度和產(chǎn)品數(shù)據(jù)；如下圖所示，IntePLM又集成了具有廣泛用戶群的MSProject，可以充分使用專業(yè)項目管理軟件的網(wǎng)絡分析、項目成本、第三方工具提供的強大功能。主要包括：項目管理、任務管理、執(zhí)行過程監(jiān)控與管理、交付對象管理、MS Project集成。
圖3 IntePLM項目計劃管理
在項目執(zhí)行階段，通過執(zhí)行任務列表、任務下達、任務接受、任務確認等一些列活動，PLM系統(tǒng)可以自動判斷系統(tǒng)中的可執(zhí)行任務集合，并確認各項工作執(zhí)行的情形以及成果。
在項目監(jiān)控階段，系統(tǒng)能夠通過追蹤網(wǎng)絡圖、甘特圖，能對項目完成情況工作負荷工作量等內(nèi)容進行統(tǒng)計。當任務發(fā)生延期或系統(tǒng)中資源發(fā)生變化時，自動通知管理人員，并能夠表示出項目完成的情況。在系統(tǒng)中發(fā)生沖突事件時，能將一個緊急任務插入項目中，通知有關(guān)人員及時處理，并能夠查看沖突。
圖4 項目統(tǒng)計分析
3.3 異構(gòu)CAD環(huán)境下產(chǎn)品協(xié)同設計解決方案
針對汽車企業(yè)普遍的多CAD系統(tǒng)并行使用的現(xiàn)狀，以及汽車企業(yè)多單位異地產(chǎn)品協(xié)同開發(fā)的需求，IntePLM提供了異構(gòu)CAD環(huán)境下的產(chǎn)品協(xié)同設計。主要包括異構(gòu)CAD集成、多項目管理的實時協(xié)同平臺、基于InteVue的在線協(xié)同評審。
●異構(gòu)CAD集成
我國汽車企業(yè)普遍存在多種二維、三維CAD設計工具并存的現(xiàn)狀。為了解決異構(gòu)CAD集成的問題，實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)、知識信息的共享，IntePLM當前能夠和市場上主流的二維、三維CAD系統(tǒng)實現(xiàn)緊密集成，并能夠在PLM系統(tǒng)中生成各種三維數(shù)模的縮略圖和輕量化文件，如下圖所示。
圖5 三維CAD集成
●跨平臺的三維輕量化瀏覽器InteVUE
天喻產(chǎn)品設計可視化平臺InteVue為用戶提供高效、安全的三維可視化解決方案，支持多種二維CAD文件（如DWG、DXF、GDF、TYC等）、三維CAD模型（如UG、Pro/E、CATIA、Solidworks、SolidEdge、Inventor等）的輕量化和可視化，并提供豐富的圈閱和批注功能。
InteVue的輕量化模型中僅保留三維可視化顯示信息而刪除了詳細的產(chǎn)品設計信息，因而其大小僅有原始三維模型的5%左右，能方便在Internet上傳輸。InteVue同時支持直接輕量化和嵌入式輕量化兩種模式，在直接輕量化模式下，用戶可以直接從InteVue中打開原始的三維模型，在嵌入式輕量化模式下，InteVue可以重載三維CAD的保存功能或提供“另存為輕量化模型”的功能以在保存三維模型的同時快速地生成輕量化模型。
同時，InteVue具有良好的開放性，提供豐富的API接口和OCX控件，可以方便地與PLM/PLM、CAPP、OA、ERP等系統(tǒng)集成。
圖6 InteVUE瀏覽三維模型
●基于InteVue的在線協(xié)同評審
汽車產(chǎn)品各工種如市場、需求、設計、工藝、生產(chǎn)、售服、協(xié)作單位等業(yè)務活動的協(xié)同，主要體現(xiàn)在協(xié)同評審、在線會議等。IntePLM系統(tǒng)基于自主版權(quán)的可視化瀏覽器InteVue提供了諸多用戶之間的在線協(xié)同評審及會議。支持多用戶之間同時對指定的三維數(shù)模實行在線操縱及討論，如下圖所示。
圖7 基于InteVUE的協(xié)同評審
3.4 IntePLM產(chǎn)品配置管理解決方案
產(chǎn)品配置管理以數(shù)據(jù)倉庫為底層支持，以物料清單為其組織核心，把定義最終產(chǎn)品的所有工程數(shù)據(jù)和文檔聯(lián)系起來，實現(xiàn)對產(chǎn)品數(shù)據(jù)的組織、控制和管理，并在一定目標或規(guī)則的約束下，向用戶或應用系統(tǒng)提供產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的不同視圖和描述，同時也為其他許多系統(tǒng)（如ERP、CRM等）提供基本的信息服務。貫穿于產(chǎn)品全生命周期的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與配置管理系統(tǒng)是PLM完整解決方案的關(guān)鍵技術(shù)之一。因此，針對產(chǎn)品配置問題，IntePLM提出了基于可變型的、模塊化的產(chǎn)品模型基礎上，實施銷售、制造兩級選配的解決方案。
企業(yè)利用IntePLM實現(xiàn)產(chǎn)品配置的過程實質(zhì)上就是可配置產(chǎn)品模型的具體化、實例化過程。
●IntePLM產(chǎn)品配置流程
企業(yè)利用IntePLM實現(xiàn)產(chǎn)品配置的流程如下圖所示。銷售部門根據(jù)客戶訂單，結(jié)合設計部門面向功能劃分的模塊化的、可配置的產(chǎn)品模型，根據(jù)預先定義好的配置規(guī)則，對產(chǎn)品進行銷售配置，形成銷售配置BOM表。然后將銷售配置BOM表的數(shù)據(jù)傳遞給制造部門，由制造部門根據(jù)產(chǎn)品模型和庫存情況，對產(chǎn)品進行制造配置，形成制造配置BOM表。制造選配完成后，形成組合選裝代碼，代碼的結(jié)構(gòu)：產(chǎn)品模型代碼-銷售選配代碼-制造選配代碼。
圖8 產(chǎn)品配置業(yè)務流程
●產(chǎn)品模型庫
產(chǎn)品模型是產(chǎn)品超級BOM結(jié)構(gòu)，可以在產(chǎn)品模型中定義該產(chǎn)品所有可能出現(xiàn)的配置。在產(chǎn)品模型上可以定義可選件、替換件、顏色件，在產(chǎn)品模型中可以定義配置約束規(guī)則，包括互斥、跟隨約束。產(chǎn)品模型庫按照文件夾分類存放產(chǎn)品模型。
圖9 產(chǎn)品模型庫
●定義顏色件
在產(chǎn)品模型中定義顏色件。
圖10 定義顏色件
●配置定型產(chǎn)品
在產(chǎn)品模型上根據(jù)配置規(guī)則進行定型產(chǎn)品的配置，在配置過程中進行可選件、替換件的選擇，以及顏色見的設置。
圖11 配置定型產(chǎn)品
3.5 IntePLM企業(yè)知識管理解決方案
通過運用產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理模型、建立了汽車產(chǎn)品分類管理和基于零件族的汽車標準件庫和通用件庫。
●產(chǎn)品型譜管理
汽車是典型的基于產(chǎn)品平臺的系列化復雜產(chǎn)品。為了方便企業(yè)更系統(tǒng)地管理產(chǎn)品，同時滿足企業(yè)實現(xiàn)基于產(chǎn)品族的系列化、模塊化的產(chǎn)品設計目標， IntePLM提供了產(chǎn)品分類管理功能。產(chǎn)品分類管理是以產(chǎn)品型譜的形式實現(xiàn)汽車產(chǎn)品分類管理，它包括產(chǎn)品大類、產(chǎn)品平臺、產(chǎn)品系列、產(chǎn)品等幾個層次，如下圖所示。
圖12 產(chǎn)品型譜管理
通過產(chǎn)品分類管理，企業(yè)能將同類同系列的汽車產(chǎn)品歸納到一起。這將幫助企業(yè)重利用既有知識資源、實現(xiàn)快速設計，同時對汽車產(chǎn)品重復設計的減少也起到一定的參考作用，進一步體現(xiàn)了技術(shù)標準化的管理思想。
●基于零件族的汽車標準件、通用件庫
為了提高企業(yè)標準化程度，方便企業(yè)對各種級別的汽車標準件、通用件進行有效管理，實現(xiàn)汽車企業(yè)基于標準件的參數(shù)化設計，IntePLM按照汽車零部件ABC分類規(guī)則，建立各標準件庫、通用件庫，具體包括：國際標準件庫、國家標準件庫、汽車行業(yè)標準件庫、汽車行業(yè)通用件庫等，如下圖所示。另外，IntePLM系統(tǒng)支持企業(yè)用戶自行擴展標準件三維模型。
圖13 標準件庫管理
3.6 IntePLM工藝數(shù)據(jù)管理解決方案
按照汽車行業(yè)工藝管理要求和發(fā)展規(guī)劃，基于IntePLM的工藝管理系統(tǒng)的功能框架如下圖所示。
圖14 工藝管理系統(tǒng)功能框架
（1）從設計BOM轉(zhuǎn)換和手工調(diào)整后形成工藝BOM。
（2）在工藝BOM上編制工藝路線。
（3）根據(jù)工藝BOM和工藝路線進行內(nèi)部管理號車型的零部件的工位分配和配套BOM管理。
（4）在工位上進行焊裝、總裝和涂裝工藝卡片的編制和管理。
（5）根據(jù)工藝路線進行沖壓件的過濾，對沖壓件編制沖壓工藝卡片。
（6）對沖壓件進行金屬材料消耗優(yōu)化排樣和材料定額計算。
●方便快速的工藝路線編制與管理
PLM系統(tǒng)提供了常用工藝路線、車型工藝路線復用、多選零件一次編制相同工藝路線等快速編制工藝路線的功能，特別是工藝路線的復用功能極大地提高了編制相似車型工藝路線的效率。車型工藝路線可以輸出為EXCEL格式文件。
圖15 工藝路線編制
●生產(chǎn)線工位分配與配套BOM管理
選擇生產(chǎn)線的一個工位，車型工藝BOM結(jié)構(gòu)樹上選擇該工位需要分配的物料，形成該工位的配套BOM。配套BOM管理包括焊裝配套BOM、總裝配套BOM和涂裝配套BOM。
PLM系統(tǒng)提供了基于整個車型和基于工位的配套BOM復用功能，方便工藝人員快速編制相似車型的配套BOM。PLM系統(tǒng)提供了配套BOM完備性檢查功能，用于檢查車型中的物料和已分配的物料是否一致。
圖16 焊裝物料分配
●基于PLM的產(chǎn)品工藝設計
IntePLM系統(tǒng)充分利用天喻軟件自主版權(quán)的計算機輔助工藝規(guī)劃系統(tǒng)（InteCAPP）實現(xiàn)了產(chǎn)品工藝的在線設計，充分利用了數(shù)據(jù)庫對結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)管理優(yōu)勢及CAD對圖形的支持優(yōu)勢，將二者合理的結(jié)合，實現(xiàn)了產(chǎn)品工藝設計的三級管理，從工藝路線到分工路線再到工序的產(chǎn)品全方位工藝設計的管理，如下圖所示。
圖17 基于IntePLM的產(chǎn)品工藝設計
4 IntePLM的優(yōu)勢和效益
●天喻軟件IntePLM的優(yōu)勢
面對汽車行業(yè)復雜的業(yè)務流程以及異構(gòu)CAD的共存功能，全球化發(fā)展的情形，IntePLM在多語言支持、異地協(xié)同訪問、支持TS16949規(guī)范的流程引擎、三維集成、輕量化瀏覽器等關(guān)鍵技術(shù)具有相當大的優(yōu)勢，可以充分支持企業(yè)的發(fā)展需要；
天喻軟件IntePLM系統(tǒng)彌補了國內(nèi)外企業(yè)在產(chǎn)品工藝設計方面管理的不足，通過將裝配工藝和零部件制造工藝有機結(jié)合，有效的改善了產(chǎn)品工藝設計的空白；
軟件開放性好，二次開發(fā)與系統(tǒng)集成、擴展易于實現(xiàn)，方便企業(yè)擴展各種業(yè)務功能；
天喻軟件長期服務于汽車行業(yè)的PDM/PLM系統(tǒng)的推廣應用，積累了相當豐富的行業(yè)管理經(jīng)驗；
PLM項目實施成功率非常高。這得益于天喻軟件所追求項目合作目標：以天喻軟件的產(chǎn)品是否在企業(yè)真正用起來并創(chuàng)造效益為檢驗項目成敗的唯一指標。
●IntePLM的經(jīng)濟社會效益
IntePLM的汽車行業(yè)解決方案既完全滿足我國汽車行業(yè)當前產(chǎn)品開發(fā)需求，又符合其長遠發(fā)展目標。該解決方案不僅提高汽車企業(yè)的產(chǎn)品創(chuàng)新開發(fā)能力，為汽車企業(yè)創(chuàng)造可觀的間接經(jīng)濟效益，而且這些企業(yè)的發(fā)展也帶動相關(guān)企業(yè)和行業(yè)的發(fā)展，為我國的經(jīng)濟發(fā)展建設作出巨大貢獻。
5 結(jié)束語
天喻軟件汽車行業(yè)IntePLM解決方案是天喻軟件公司根據(jù)多年在汽車企業(yè)的IntePLM實施經(jīng)驗、針對我國汽車及零配件行業(yè)的特點專門制訂的，它能夠幫助汽車企業(yè)建立面向汽車產(chǎn)品全生命周期的產(chǎn)品開發(fā)管理流程，并提供汽車產(chǎn)品全生命周期開發(fā)管理流程各環(huán)節(jié)共享和交流產(chǎn)品信息的平臺。幫助汽車企業(yè)擺脫傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)模式。實現(xiàn)產(chǎn)品的并行開發(fā)，即在產(chǎn)品設計階段即可讓工藝制造、售后服務等環(huán)節(jié)參與進來，提供相關(guān)方面的參考意見，提前將其他環(huán)節(jié)需要考慮的問題融入進去，有效的節(jié)約生產(chǎn)成本，保證產(chǎn)品質(zhì)量。
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