某車企產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（PDM）的研究與建設(shè)

3 PDM系統(tǒng)工作原理

3.1 SOA架構(gòu)

    該車企PDM系統(tǒng)采用SOA架構(gòu)。在多年領(lǐng)先的PDM軟件開發(fā)與實施基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了PDM系統(tǒng)的完全SOA化：包括PDM系統(tǒng)應(yīng)使用的SOA組件。PDM系統(tǒng)應(yīng)提供的服務(wù)等。該車企PDM系統(tǒng)能夠以完全SOA架構(gòu)的方式。提供PDM系統(tǒng)所要求的所有功能，包括文檔管理、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理、配置管理、零部件分類管理、工作流程管理、更改管理、項目管理、需求管理等。

3.2 CWER架構(gòu)

    該車企PDM系統(tǒng)基于全球領(lǐng)先的4層體系架構(gòu)進行建設(shè)。包括ClientTier，WebTier，EnterpriseTier，ResourceTier其4層體系架構(gòu)及遵循業(yè)界的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)如工作流聯(lián)盟和工程變更CMII等，為PDM提供了強大的開放性、靈活性和可拓展性，提供全面的端到端的產(chǎn)品全生命周期管理的解決方案組合。

3.3 VAS結(jié)構(gòu)及企業(yè)級選項庫

    該車企構(gòu)建了整車裝配結(jié)構(gòu)（Vehicle Assembly Structure）。用來管理研發(fā)過程中的工程數(shù)據(jù)VAS是一個從產(chǎn)品功能角度對整車進行劃分的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，借鑒了業(yè)界的領(lǐng)先實踐。它包括：

    （1）VAS模板。VAS模板是VAS結(jié)構(gòu)中不變的部分。基于VAS模板可快速克隆出新平臺的VAS上層結(jié)構(gòu)其結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 VAS模板上層結(jié)構(gòu)圖

    （2）VAS配置管理VAS基于PDM平臺采用全配置管理方式，配置變量添加在MODEL（如圖3所示）：

圖3 VAS配置管理平臺

    （3）企業(yè)級選項庫。幾百個選項包括：整車選項——軸距、駕駛方位、驅(qū)動方式、品牌技術(shù)選項——基于塊級總成。從尺寸、功能、結(jié)構(gòu)、材料、顏色、法規(guī)、外觀風(fēng)格、品牌等8大方面進行定義。如發(fā)動機、變速箱、前排座椅等等。

    通過VAS，不但可以快速準(zhǔn)確地生成單一配置車型SOS（Stored Option Set），可以進行各階段的整車虛擬評審（在整車開發(fā)過程中的數(shù)據(jù)發(fā)布節(jié)點或物理樣車制造之前進行的整車級別的模型檢查，以期在研發(fā)早期發(fā)現(xiàn)和解決設(shè)計問題）。此外還帶來以下好處：

    以產(chǎn)品功能而不是行政部門來進行組織。并降低了與工藝的耦合度，使得各車型數(shù)據(jù)組織方式完全相同。數(shù)據(jù)查詢和重用方便快捷近百個塊級別總成使得整車結(jié)構(gòu)層級和復(fù)雜度降低。方便設(shè)計分工，并可以圍繞塊有序逐步培養(yǎng)工程師研發(fā)能力。提升企業(yè)整體研發(fā)水平。

    將重用級別從零部件級別擴展至塊級別，加快研發(fā)速度和提高重用。

4 PMD系統(tǒng)功能實現(xiàn)

4.1 圖文檔管理

    實現(xiàn)電子圖紙及文檔的安全、高效管理，通過流程及版本的控制，確保電子圖紙及文檔的一致性和有效性。

    （1）文檔模板管理：可建立文檔模板，依據(jù)不同的類型定制不同的模板。

    （2）多種文檔類別：支持Office/PDF/TIF文檔屬性的方便定義；支持文檔按照業(yè)務(wù)特性進行分類；提供文檔模板功能，使文檔實例的創(chuàng)建可以通過模板來實現(xiàn)；具備版本、版次的管理，資料的引用可保證一致性；科技資料按照類別進行管理，在各類資料中能夠提供授權(quán)者的修改、刪除、查詢功能，并能夠進行精確檢索及模糊檢索。

    （3）文檔編碼檢查：依照編碼規(guī)則，檢查文檔編號，嚴格保證編碼的唯一性。

    （4）文檔查詢：文檔與文檔之間、文檔與零部件對象之間、文檔與其他業(yè)務(wù)對象之間能夠建立關(guān)聯(lián)，通過關(guān)聯(lián)關(guān)系的建立，文檔與其他業(yè)務(wù)對象之間可以方便地實現(xiàn)交叉查詢。

4.2 零部件管理

    （l）零部件編碼檢查：支持零部件編碼與圖號編碼管理；具有編碼規(guī)則管理和糾錯提醒功能，嚴格保證編碼的唯一性；能夠在車型型號和狀態(tài)上區(qū)分整車車型編碼。

    （2）零部件查詢：可由零部件屬性查詢零部件；由文檔關(guān)聯(lián)性查詢零部件：零部件查詢結(jié)果可導(dǎo)出。

    （3）零部件與相關(guān)文檔關(guān)聯(lián)：建立零部件與相關(guān)圖面或文檔的關(guān)聯(lián)。

    （4）建立零部件分類管理庫：規(guī)劃零部件分類；定義零部件屬性，如凈重、零部件材料等（如圖4所示）。

圖4 零部件管理流程

4.3 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與配置管理

    通過PDM系統(tǒng)創(chuàng)建產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。提供簡單和易用的圖形化方式來定義、瀏覽、修改產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹，從而快速生成新的產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)。并自動生成產(chǎn)品明細表。

    （1）管理完整的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)并提供圖形化的界面進行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的創(chuàng)建、修改（支持替換件、可選件）。

    （2）基于選項庫和車型定義表定義車型配置表（SOS）和全配置BOM清單，搭建EBOM上層結(jié)構(gòu)。

    （3）可定義多個產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的屬性。

    （4）可根據(jù)版本規(guī)則、日期、狀態(tài)等條件瀏覽產(chǎn)品BOM結(jié)構(gòu)：可依照選項配置條件瀏覽BOM結(jié)構(gòu)。

    （5）可增加或減少替代件/替換件。

    （6）任意比對兩個產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，并輸出比對結(jié)果。

    （7）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的單階/多階的使用性反查；可選擇階層與父階類型。

    （8）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可轉(zhuǎn)化為輕量化模型。

    （9）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)審核流程，可做簽審與通知；產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有生命周期狀態(tài)：支持BOM版本和版次的管理；支持BOM不同階段的狀態(tài)管理（如圖5所示）。

圖5 產(chǎn)品配置管理流程

4.4 設(shè)計變更管理

    產(chǎn)品需要設(shè)計變更時。設(shè)計員在PDM系統(tǒng)中填寫設(shè)計變更單，填寫完畢后提交電子審簽流程，審批人在系統(tǒng)中收到審批電子流程的通知。在系統(tǒng)中對流程進行審批，審批結(jié)束后發(fā)送給相關(guān)單位。各單位按設(shè)計變更單進行方案設(shè)計或圖紙、零部件變更。圖紙、零部件變更結(jié)束后，連接到需變更產(chǎn)品/零部件并附加相關(guān)參考文檔。設(shè)計員發(fā)起電子流程。審批人通過之后，對該圖紙、零部件進行凍結(jié)，系統(tǒng)再將相關(guān)文件發(fā)送給各相關(guān)部門，相關(guān)部門進行試制量產(chǎn)等后續(xù)工作（如圖6所示）。

圖6 設(shè)計變更管理流程

4.5 可視化管理

    PDM系統(tǒng)中內(nèi)嵌輕量化模型檢視器，能夠基于JT模型進行縮放、平移、測量、動態(tài)剖切等基本功能。瀏覽器提供數(shù)字化樣機（DMU）功能，包括對同構(gòu)或異構(gòu)CAD模型產(chǎn)生的JT檔進行靜態(tài)干涉檢查、動態(tài)干涉檢查、拆裝過程分析，能夠加載單一配置車型，將其JT模型加載進行虛擬干涉檢查。

4.6 數(shù)據(jù)分發(fā)與管理

    技術(shù)文件、圖紙、數(shù)模等設(shè)計數(shù)據(jù)通過PDM系統(tǒng)進行創(chuàng)建、審批、會簽、批準(zhǔn)等。設(shè)計數(shù)據(jù)被批準(zhǔn)后，通過電子流程流轉(zhuǎn)到檔案部門。檔案部門對設(shè)計數(shù)據(jù)進行發(fā)放（發(fā)放到內(nèi)部相關(guān)部門及供應(yīng)商處）并按設(shè)計數(shù)據(jù)類別進行歸檔。內(nèi)部相關(guān)部門及供應(yīng)商到汽車數(shù)據(jù)發(fā)放系統(tǒng)巾下載設(shè)計數(shù)據(jù)，并按設(shè)計數(shù)據(jù)進行相關(guān)方案和供貨變更。檔案部門可在PDM系統(tǒng)中監(jiān)控所有的內(nèi)部部門及供應(yīng)商是否下載了相關(guān)設(shè)計數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了設(shè)計數(shù)據(jù)發(fā)放及歸檔的電子化（如圖7所示）。

圖7 數(shù)據(jù)分發(fā)流程管理

5 結(jié)論

    該汽車企業(yè)自建設(shè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)以來。規(guī)范了產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理，提高了產(chǎn)品研發(fā)水平，逐步實現(xiàn)了產(chǎn)品數(shù)字化，降低研發(fā)成本，減少研發(fā)人員的勞動強度，提高研發(fā)工作效率和快速反應(yīng)及配置能力。PDM系統(tǒng)的應(yīng)用為該企業(yè)帶來如下收益：

    電子流程的應(yīng)用提高了設(shè)計效率，縮短了產(chǎn)品的設(shè)計周期30%：

    分布式架構(gòu)和協(xié)同設(shè)計平臺的建立減少了信息傳遞時間30%；

    通過基于PDM系統(tǒng)搭建的電子發(fā)放流程減少了圖紙和發(fā)放的時間80%；

    以產(chǎn)品為中心組織數(shù)據(jù)，促進知識重用，提高設(shè)計人員的工作效率30%；

    提供查詢和瀏覽研發(fā)數(shù)據(jù)的平臺，制定各類型的報表，查閱紙質(zhì)檔案資料的時間減少了40%；

    規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)更改流程的引入，更改的隨意性和重復(fù)性減少了30%。