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系統的時候，吉利汽車已經上了PDM系統GPLM。在GPLM未推廣之前，整個企業的數據都是通過文件服務器來管理，這導致了應用過程中出現了很多問題：1.數據文檔權限不受控,基于文件夾的權限控制難以實現有效管理。2.數據源不統一，設計數據分布在電腦本地、文件服務器等，每天在不斷進行大量的復制粘貼操作；3.關聯性無法查詢，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.設計發放與工程更改難以管理，經常發生發放給供應商的數據，不是最終審批的數據，給公司帶來了損失。

圖1 VPM項目實施背景

    GPLM系統實施后，解決了設計權限的控制問題、推廣實施了設計導航、設計發放與更改管理已受控、父子關系、借用件關聯可查詢等一系列問題，但是仍然存在很多問題亟待解決：仍存在多個數據源，難以實現實時協同的整車設計環境；設計過程沒有完全管控；難以實現參數化關聯設計，并由此引發了一系列問題：

    1.評審內容收集量大且費時，評審人員不能及時看到設計過程和結果；

    2.總成裝配打開時出現大量重名沖突或鏈接丟失；

    3.設計師無法及時獲得所關注的周邊設計環境；

    4.難以做出全面準確的更改影響判斷，更改遺漏屢有發生；等等。

    經過分析，發現導致這些問題的根本原因在于：缺乏整車協同設計環境；缺乏對設計過程的管控，需要一個系統，來實現單一設計源并對設計過程進行管控，能夠方便工程師進行設計環境的管理。

2 ENOVIA VPM總體方案簡介

    ENOVIA VPM系統總體定位三層的架構，最上面是企業管理層，對應的是傳統的PDM，關注的是業務流程，注重企業流程的嚴格遵守，上下級工序的有序銜接，主要負責企業級的BOM管理，企業級的項目管理，企業級的研發流程的管理，等等。

    中間是協同管理層，用于管理設計，因為設計本身有著鮮明的特點，在設計過程中存在大量設計迭代，所以相對來說，沒有那么注重流程，而注重應用性，以及與下游眾多工具的集成，當然在上游還需要與PDM進行深度的系統集成。比如說非常典型的分析仿真平臺，工藝仿真平臺，協同設計平臺。VPM協同設計平臺在應用層與CATIA有深度的集成，在上游與PLM進行集成。

    底層是CAX設計工具，如CAD設計工具CATIA，工藝設計工具DELMIA，以及不同學科的CAE設計工具。

    ENOVIA VPM系統總體框架的核心是產品結構創建與管理，這里的產品結構即指設計BOM。所謂設計BOM，除了EBOM外，還包括設計中產生的一些過程文件，比如硬件數據，CAS數據，總布置數據，在設計過程中的方案數據，等。圍繞著這樣一個設計BOM，可以實現車型的選配的管理，還有設計成熟度的管理，以及開展跨專業的協同設計，還提供了很多協同設計的工具。同時，還有整車的數字化樣機管理，以及數據化管理的功能，像標準件管理、多方位設計管理、電器設計管理、委外設計管理。在集成上，與PDM進行集成，包括BOM數據的集成；三維數據與2D數據的集成。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系統定位

    從宏觀來看，系統覆蓋的整體的業務流程。在前期有策劃與造型設計階段，主要覆蓋到配置管理和總布置設計；在應用設計階段，會在各專業進行協同設計，進行整車的DMU審查，設計成熟度的審查，數據發布的歸檔；驗證階段與小批量試生產，設計變更，變更數據歸檔。

圖3 VPM系統總體框架

    從微觀來看，就是ENOVIA VPM系統平臺以后，首先工程師會在PDM中接收到任務，然后進入協同設計平臺里去創建零件號，搭建結構。注意，創建結構是一個自頂向下的過程，即先整車，整車結點，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，各專業設計人員基于BOM，進行產品的協同設計，利用CATIA進行三維設計。設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，當審查設計完成的話，就會觸發裝置數據歸檔的流程，流程走完，任務完成；如果駁回，則又回到3D設計，重復DMU成熟度提升的過程。如果有設計變更的話，也是先在PDM中申請變更請求，然后在協同設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里面進行三維設計，再走成熟度提升的流程，最后回到PDM系統把問題閉環。

圖4 整體業務流程

    通過實施ENOVIA VPM項目，吉利汽車完成了整車協同設計環境的搭建，實現了對產品設計過程的管控。

    根據吉利控股集團主任工程師譚居逸在2013第九屆中國制造業產品創新數字化國際峰會的發言整理而成，已經本人確認！

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本文標題：設計協同在汽車研發中的應用

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