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”）針對國內汽車行業提出的PLM產品全生命周期管理解決方案。武漢天喻軟件公司是專業的產品數字化設計軟件提供商和咨詢服務商，致力于為中國制造業提供企業信息化整體解決方案和專業的信息化咨詢服務。
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、湖北三環離合器有限公司、湖北福田專用汽車有限公司、上海科曼車輛部件有限責任公司、江西江鈴底盤股份有限公司、南昌江鈴集團協和傳動技術有限公司、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有限公司、吉凱恩車輪（柳州）有限公司、寧波拓普制動系統有限公司等眾多汽車整車企業和零部件配套廠商成功實施了PDM/PLM項目。為了幫助汽車企業實現產品創新，精益業務流程，知識共享，多方位、多元化協同來應對機遇和挑戰，天喻軟件經過幾年的深入研究，開發了產品全生命周期管理平臺IntePLM，同時總結其在汽車行業的成功實施經驗，逐步將汽車行業的業務功能融入到IntePLM系統，形成面向汽車行業的IntePLM解決方案。
2 汽車行業的特點和信息化需求
提高企業的產能，提升企業管理水平，降低生產成本，縮短產品上市周期是汽車行業乃至所有制造企業的贏利目標。在現今汽車行業全球化，競爭日益激烈的經濟時代，為實現此目標，全球的汽車企業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，縮短新產品開發周期，精細化生產管理等方法和手段來達到贏利目的。這些方面的發展與創新，離不開信息化手段的支持。而產品全生命周期管理（PLM）正是滿足企業汽車企業發展需求的管理工具及信息化集成工具。
汽車企業在信息化方面具有以下幾個方面的需求：
●提升產品生命周期各環節的管理效率及質量，實現信息技術共享，提高產能，縮短產品上市周期；
●充分利用信息技術的優勢，實現業務流程電子化，加快產品生命周期各階段的響應時間，降低產品研發成本；
●積累智力資源，減少重復設計和提高產品質量，從而提升企業核心競爭力；
●實現全球范圍內的協同，主要體現在上下游供應商之間的協同，公司內部的協同等，滿足汽車行業的全球化發展需要；
●提升產品通用化、模塊化設計水平，進一步提升企業標準化，提高產品的質量；
3 汽車行業IntePLM解決方案
IntePLM的汽車行業解決方案是立足于國內眾多汽車行業多年的管理經驗，吸收國外先進管理思想，利用先進的信息技術實現的滿足汽車行業未來發展需要的信息管理系統。
3.1 IntePLM總體框架方案
為了解決中國汽車工業所面臨的問題和挑戰，武漢天喻軟件開發出一個“面向汽車行業的通用PLM”平臺，可以改善汽車企業的創新體系，助力中國汽車工業騰飛。因此，該通用平臺在架構上有很大的靈活性和柔性，根據企業的具體業務模型，通過重新布置模塊，而不是重新開發編碼，來滿足不同汽車企業的具體需求。IntePLM的總體框架如下圖所示。
圖1 IntePLM系統總體框架
●支持分布式計算的底層技術平臺
面向汽車行業的PLM系統必須具有高擴展性和伸縮性的體系架構，因此，這樣的PLM系統首先必須基于一個支持分布式計算的底層技術平臺。目前，比較成熟的底層技術平臺主要包括J2EE、.NET、COM+、CORBA、Web Service等。JAC-PLM平臺將完全基于以上技術平臺之一進行設計和開發，這些技術平臺為JAC-PLM應用系統提供了一個易擴展、支持復雜應用環境的底層架構和基礎設施。
●PLM基礎平臺層
PLM基礎平臺層包含了用于支撐PLM應用系統的所有與業務不緊密相關的基礎服務和構件，PLM應用系統將基于這些基礎服務和構件構造業務相關的應用服務和功能，從而滿足對產品生命周期各階段的數據管理和業務支撐的需求。
●PLM行業解決方案層
PLM行業解決方案層是整個PLM系統的最高層，它是面向汽車行業的通用PLM平臺，在此基礎上，針對企業業務需求，定制靈活化的實施系統。
●PLM工具層
PLM工具層主要包括實施工具、系統分析工具、二次開發工具等，其貫穿底層技術平臺、基礎平臺層、應用層、行業解決方案層和江淮汽車企業實施。實施工具是為了簡化系統安裝、部署和應用提供給軟件廠商或第三方實施人員、企業的系統管理員和業務管理員等使用的相關工具；系統分析工具是通過對系統運行狀況數據進行收集和分析，從而發現系統性能瓶頸、系統運行趨勢、業務瓶頸等，為系統管理員和業務管理員提供系統優化的依據；二次開發工具是為了輔助二次開發人員基于PLM系統進行快速開發的工具，主要提供給第三方或企業的二次開發人員。
3.2 IntePLM研發項目管理解決方案
項目管理是企業策劃、組織才能和指揮才能的綜合體現，它有利于調動項目成員的積極性，增加企業效益。項目管理是在項目實施過程中實現其計劃、組織、人員及相關數據的管理與配置，進行項目活動狀態的堅實，完成計劃的反饋。因此，項目管理問題作為協同活動組織問題的一個重要組成部分，是PLM系統必須解決的重要問題。
圖2 IntePLM研發項目管理業務流程
針對項目管理問題，IntePLM采取面向產品的項目管理機制，對項目的進程進行計劃、調度、監視和控制，管理項目的當前計劃類、實際執行類、任務交付對象類、任務流程類、任務限制類等數據，使企業主管能夠實時監控任務進度和產品數據；如下圖所示，IntePLM又集成了具有廣泛用戶群的MSProject，可以充分使用專業項目管理軟件的網絡分析、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、執行過程監控與管理、交付對象管理、MS Project集成。
圖3 IntePLM項目計劃管理
在項目執行階段，通過執行任務列表、任務下達、任務接受、任務確認等一些列活動，PLM系統可以自動判斷系統中的可執行任務集合，并確認各項工作執行的情形以及成果。
在項目監控階段，系統能夠通過追蹤網絡圖、甘特圖，能對項目完成情況工作負荷工作量等內容進行統計。當任務發生延期或系統中資源發生變化時，自動通知管理人員，并能夠表示出項目完成的情況。在系統中發生沖突事件時，能將一個緊急任務插入項目中，通知有關人員及時處理，并能夠查看沖突。
圖4 項目統計分析
3.3 異構CAD環境下產品協同設計解決方案
針對汽車企業普遍的多CAD系統并行使用的現狀，以及汽車企業多單位異地產品協同開發的需求，IntePLM提供了異構CAD環境下的產品協同設計。主要包括異構CAD集成、多項目管理的實時協同平臺、基于InteVue的在線協同評審。
●異構CAD集成
我國汽車企業普遍存在多種二維、三維CAD設計工具并存的現狀。為了解決異構CAD集成的問題，實現產品數據、知識信息的共享，IntePLM當前能夠和市場上主流的二維、三維CAD系統實現緊密集成，并能夠在PLM系統中生成各種三維數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等系統集成。
圖6 InteVUE瀏覽三維模型
●基于InteVue的在線協同評審
汽車產品各工種如市場、需求、設計、工藝、生產、售服、協作單位等業務活動的協同，主要體現在協同評審、在線會議等。IntePLM系統基于自主版權的可視化瀏覽器InteVue提供了諸多用戶之間的在線協同評審及會議。支持多用戶之間同時對指定的三維數模實行在線操縱及討論，如下圖所示。
圖7 基于InteVUE的協同評審
3.4 IntePLM產品配置管理解決方案
產品配置管理以數據倉庫為底層支持，以物料清單為其組織核心，把定義最終產品的所有工程數據和文檔聯系起來，實現對產品數據的組織、控制和管理，并在一定目標或規則的約束下，向用戶或應用系統提供產品結構的不同視圖和描述，同時也為其他許多系統（如ERP、CRM等）提供基本的信息服務。貫穿于產品全生命周期的產品結構與配置管理系統是PLM完整解決方案的關鍵技術之一。因此，針對產品配置問題，IntePLM提出了基于可變型的、模塊化的產品模型基礎上，實施銷售、制造兩級選配的解決方案。
企業利用IntePLM實現產品配置的過程實質上就是可配置產品模型的具體化、實例化過程。
●IntePLM產品配置流程
企業利用IntePLM實現產品配置的流程如下圖所示。銷售部門根據客戶訂單，結合設計部門面向功能劃分的模塊化的、可配置的產品模型，根據預先定義好的配置規則，對產品進行銷售配置，形成銷售配置BOM表。然后將銷售配置BOM表的數據傳遞給制造部門，由制造部門根據產品模型和庫存情況，對產品進行制造配置，形成制造配置BOM表。制造選配完成后，形成組合選裝代碼，代碼的結構：產品模型代碼-銷售選配代碼-制造選配代碼。
圖8 產品配置業務流程
●產品模型庫
產品模型是產品超級BOM結構，可以在產品模型中定義該產品所有可能出現的配置。在產品模型上可以定義可選件、替換件、顏色件，在產品模型中可以定義配置約束規則，包括互斥、跟隨約束。產品模型庫按照文件夾分類存放產品模型。
圖9 產品模型庫
●定義顏色件
在產品模型中定義顏色件。
圖10 定義顏色件
●配置定型產品
在產品模型上根據配置規則進行定型產品的配置，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 配置定型產品
3.5 IntePLM企業知識管理解決方案
通過運用產品數據管理模型、建立了汽車產品分類管理和基于零件族的汽車標準件庫和通用件庫。
●產品型譜管理
汽車是典型的基于產品平臺的系列化復雜產品。為了方便企業更系統地管理產品，同時滿足企業實現基于產品族的系列化、模塊化的產品設計目標， IntePLM提供了產品分類管理功能。產品分類管理是以產品型譜的形式實現汽車產品分類管理，它包括產品大類、產品平臺、產品系列、產品等幾個層次，如下圖所示。
圖12 產品型譜管理
通過產品分類管理，企業能將同類同系列的汽車產品歸納到一起。這將幫助企業重利用既有知識資源、實現快速設計，同時對汽車產品重復設計的減少也起到一定的參考作用，進一步體現了技術標準化的管理思想。
●基于零件族的汽車標準件、通用件庫
為了提高企業標準化程度，方便企業對各種級別的汽車標準件、通用件進行有效管理，實現汽車企業基于標準件的參數化設計，IntePLM按照汽車零部件ABC分類規則，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、汽車行業標準件庫、汽車行業通用件庫等，如下圖所示。另外，IntePLM系統支持企業用戶自行擴展標準件三維模型。
圖13 標準件庫管理
3.6 IntePLM工藝數據管理解決方案
按照汽車行業工藝管理要求和發展規劃，基于IntePLM的工藝管理系統的功能框架如下圖所示。
圖14 工藝管理系統功能框架
（1）從設計BOM轉換和手工調整后形成工藝BOM。
（2）在工藝BOM上編制工藝路線。
（3）根據工藝BOM和工藝路線進行內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
●生產線工位分配與配套BOM管理
選擇生產線的一個工位，車型工藝BOM結構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的產品工藝設計
IntePLM系統充分利用天喻軟件自主版權的計算機輔助工藝規劃系統（InteCAPP）實現了產品工藝的在線設計，充分利用了數據庫對結構化數據管理優勢及CAD對圖形的支持優勢，將二者合理的結合，實現了產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品全方位工藝設計的管理，如下圖所示。
圖17 基于IntePLM的產品工藝設計
4 IntePLM的優勢和效益
●天喻軟件IntePLM的優勢
面對汽車行業復雜的業務流程以及異構CAD的共存功能，全球化發展的情形，IntePLM在多語言支持、異地協同訪問、支持TS16949規范的流程引擎、三維集成、輕量化瀏覽器等關鍵技術具有相當大的優勢，可以充分支持企業的發展需要；
天喻軟件IntePLM系統彌補了國內外企業在產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合，有效的改善了產品工藝設計的空白；
軟件開放性好，二次開發與系統集成、擴展易于實現，方便企業擴展各種業務功能；
天喻軟件長期服務于汽車行業的PDM/PLM系統的推廣應用，積累了相當豐富的行業管理經驗；
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：以天喻軟件的產品是否在企業真正用起來并創造效益為檢驗項目成敗的唯一指標。
●IntePLM的經濟社會效益
IntePLM的汽車行業解決方案既完全滿足我國汽車行業當前產品開發需求，又符合其長遠發展目標。該解決方案不僅提高汽車企業的產品創新開發能力，為汽車企業創造可觀的間接經濟效益，而且這些企業的發展也帶動相關企業和行業的發展，為我國的經濟發展建設作出巨大貢獻。
5 結束語
天喻軟件汽車行業IntePLM解決方案是天喻軟件公司根據多年在汽車企業的IntePLM實施經驗、針對我國汽車及零配件行業的特點專門制訂的，它能夠幫助汽車企業建立面向汽車產品全生命周期的產品開發管理流程，并提供汽車產品全生命周期開發管理流程各環節共享和交流產品信息的平臺。幫助汽車企業擺脫傳統的產品開發模式。實現產品的并行開發，即在產品設計階段即可讓工藝制造、售后服務等環節參與進來，提供相關方面的參考意見，提前將其他環節需要考慮的問題融入進去，有效的節約生產成本，保證產品質量。
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本文標題：天喻軟件汽車行業IntePLM解決方案
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