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天喻软件汽车行业IntePLM解决方案

一、前言



  本文介绍了武汉天喻软件股份有限公司(以下简称“天喻软件”)针对国内汽车行业提出的PLM产品全生命周期管理解决方案。武汉天喻软件公司是专业的产品数字化设计软件提供商和咨询服务商,致力于为中国制造业提供企业信息化整体解决方案和专业的信息化咨询服务。


  多年来,天喻软件为安徽江淮汽车股份有限公司、中航黑豹股份有限公司、东风柳州汽车有限公司、重庆康明斯发动机有限公司、东风汽车有限公司设备制造厂、重庆长安跨越车辆有限公司、安徽江淮客车有限公司、安徽江淮专用汽车有限公司、方盛车桥(柳州)有限公司、湖北三环离合器有限公司、湖北福田专用汽车有限公司、上海科曼车辆部件有限责任公司、江西江铃底盘股份有限公司、南昌江铃集团协和传动技术有限公司、江西江铃奥威汽车零部件有限公司、合肥美桥汽车传动及底盘系统有限公司、吉凯恩车轮(柳州)有限公司、宁波拓普制动系统有限公司等众多汽车整车企业和零部件配套厂商成功实施了PDM/PLM项目。为了帮助汽车企业实现产品创新,精益业务流程,知识共享,多方位、多元化协同来应对机遇和挑战,天喻软件经过几年的深入研究,开发了产品全生命周期管理平台IntePLM,同时总结其在汽车行业的成功实施经验,逐步将汽车行业的业务功能融入到IntePLM系统,形成面向汽车行业的IntePLM解决方案。
 

 

二、汽车行业的特点和信息化需求



  提高企业的产能,提升企业管理水平,降低生产成本,缩短产品上市周期是汽车行业乃至所有制造企业的赢利目标。在现今汽车行业全球化,竞争日益激烈的经济时代,为实现此目标,全球的汽车企业都纷纷通过全球化采购零部件,零部件模块化设计,零部件标准化通用化改进,成本可控制,缩短新产品开发周期,精细化生产管理等方法和手段来达到赢利目的。这些方面的发展与创新,离不开信息化手段的支持。而产品全生命周期管理(PLM)正是满足企业汽车企业发展需求的管理工具及信息化集成工具。
 
  汽车企业在信息化方面具有以下几个方面的需求:


  (1)提升产品生命周期各环节的管理效率及质量,实现信息技术共享,提高产能,缩短产品上市周期;


  (2)充分利用信息技术的优势,实现业务流程电子化,加快产品生命周期各阶段的响应时间,降低产品研发成本;


  (3)积累智力资源,减少重复设计和提高产品质量,从而提升企业核心竞争力;


  (4)实现全球范围内的协同,主要体现在上下游供应商之间的协同,公司内部的协同等,满足汽车行业的全球化发展需要;


  (5)提升产品通用化、模块化设计水平,进一步提升企业标准化,提高产品的质量;


三、汽车行业IntePLM解决方案



  IntePLM的汽车行业解决方案是立足于国内众多汽车行业多年的管理经验,吸收国外先进管理思想,利用先进的信息技术实现的满足汽车行业未来发展需要的信息管理系统。
 
  3.1. IntePLM总体框架方案


  为了解决中国汽车工业所面临的问题和挑战,武汉天喻软件开发出一个“面向汽车行业的通用PLM”平台,可以改善汽车企业的创新体系,助力中国汽车工业腾飞。因此,该通用平台在架构上有很大的灵活性和柔性,根据企业的具体业务模型,通过重新布置模块,而不是重新开发编码,来满足不同汽车企业的具体需求。IntePLM的总体框架如下图所示。

 

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图1. IntePLM系统总体框架

 

  支持分布式计算的底层技术平台


  面向汽车行业的PLM系统必须具有高扩展性和伸缩性的体系架构,因此,这样的PLM系统首先必须基于一个支持分布式计算的底层技术平台。目前,比较成熟的底层技术平台主要包括J2EE、.NET、COM+、CORBA、Web Service等。JAC-PLM平台将完全基于以上技术平台之一进行设计和开发,这些技术平台为JAC-PLM应用系统提供了一个易扩展、支持复杂应用环境的底层架构和基础设施。


 
  PLM基础平台层


  PLM基础平台层包含了用于支撑PLM应用系统的所有与业务不紧密相关的基础服务和构件,PLM应用系统将基于这些基础服务和构件构造业务相关的应用服务和功能,从而满足对产品生命周期各阶段的数据管理和业务支撑的需求。
 
  PLM行业解决方案层


  PLM行业解决方案层是整个PLM系统的最高层,它是面向汽车行业的通用PLM平台,在此基础上,针对企业业务需求,定制灵活化的实施系统。
 
  PLM工具层


  PLM工具层主要包括实施工具、系统分析工具、二次开发工具等,其贯穿底层技术平台、基础平台层、应用层、行业解决方案层和江淮汽车企业实施。实施工具是为了简化系统安装、部署和应用提供给软件厂商或第三方实施人员、企业的系统管理员和业务管理员等使用的相关工具;系统分析工具是通过对系统运行状况数据进行收集和分析,从而发现系统性能瓶颈、系统运行趋势、业务瓶颈等,为系统管理员和业务管理员提供系统优化的依据;二次开发工具是为了辅助二次开发人员基于PLM系统进行快速开发的工具,主要提供给第三方或企业的二次开发人员。


  3.2. IntePLM研发项目管理解决方案


  项目管理是企业策划、组织才能和指挥才能的综合体现,它有利于调动项目成员的积极性,增加企业效益。项目管理是在项目实施过程中实现其计划、组织、人员及相关数据的管理与配置,进行项目活动状态的坚实,完成计划的反馈。因此,项目管理问题作为协同活动组织问题的一个重要组成部分,是PLM系统必须解决的重要问题。

 

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图2. IntePLM研发项目管理业务流程

 

  针对项目管理问题,IntePLM 采取面向产品的项目管理机制,对项目的进程进行计划、调度、监视和控制,管理项目的当前计划类、实际执行类、任务交付对象类、任务流程类、任务限制类等数据,使企业主管能够实时监控任务进度和产品数据;如下图所示,IntePLM又集成了具有广泛用户群的MSProject,可以充分使用专业项目管理软件的网络分析、项目成本、第三方工具提供的强大功能。主要包括:项目管理、任务管理、执行过程监控与管理、交付对象管理、MS Project集成。

 

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图3. IntePLM项目计划管理

 

  在项目执行阶段,通过执行任务列表、任务下达、任务接受、任务确认等一些列活动,PLM系统可以自动判断系统中的可执行任务集合,并确认各项工作执行的情形以及成果。


  在项目监控阶段,系统能够通过追踪网络图、甘特图,能对项目完成情况工作负荷工作量等内容进行统计。当任务发生延期或系统中资源发生变化时,自动通知管理人员,并能够表示出项目完成的情况。在系统中发生冲突事件时,能将一个紧急任务插入项目中,通知有关人员及时处理,并能够查看冲突。

 

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图4. 项目统计分析

 

  3.3. 异构CAD环境下产品协同设计解决方案


  针对汽车企业普遍的多CAD系统并行使用的现状,以及汽车企业多单位异地产品协同开发的需求,IntePLM提供了异构CAD环境下的产品协同设计。主要包括异构CAD集成、多项目管理的实时协同平台、基于InteVue的在线协同评审。


  异构CAD集成


  我国汽车企业普遍存在多种二维、三维CAD设计工具并存的现状。为了解决异构CAD集成的问题,实现产品数据、知识信息的共享,IntePLM当前能够和市场上主流的二维、三维CAD系统实现紧密集成,并能够在PLM系统中生成各种三维数模的缩略图和轻量化文件,如下图所示。

 

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图5. 三维CAD集成

 

  跨平台的三维轻量化浏览器InteVUE


  天喻产品设计可视化平台InteVue为用户提供高效、安全的三维可视化解决方案,支持多种二维CAD文件(如DWG、DXF、GDF、TYC等)、三维CAD模型(如UG、Pro/E、CATIA、Solidworks、SolidEdge、Inventor等)的轻量化和可视化,并提供丰富的圈阅和批注功能。


  InteVue的轻量化模型中仅保留三维可视化显示信息而删除了详细的产品设计信息,因而其大小仅有原始三维模型的5%左右,能方便在Internet上传输。InteVue同时支持直接轻量化和嵌入式轻量化两种模式,在直接轻量化模式下,用户可以直接从InteVue中打开原始的三维模型,在嵌入式轻量化模式下,InteVue可以重载三维CAD的保存功能或提供“另存为轻量化模型”的功能以在保存三维模型的同时快速地生成轻量化模型。


  同时,InteVue具有良好的开放性,提供丰富的API接口和OCX控件,可以方便地与PLM/PLM、CAPP、OA、ERP等系统集成。

 

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图6. InteVUE浏览三维模型

 

  基于InteVue的在线协同评审


  汽车产品各工种如市场、需求、设计、工艺、生产、售服、协作单位等业务活动的协同,主要体现在协同评审、在线会议等。IntePLM系统基于自主版权的可视化浏览器InteVue提供了诸多用户之间的在线协同评审及会议。支持多用户之间同时对指定的三维数模实行在线操纵及讨论,如下图所示。

 

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图7. 基于InteVUE的协同评审

 

  3.4. IntePLM产品配置管理解决方案

 

  产品配置管理以数据仓库为底层支持,以物料清单为其组织核心,把定义最终产品的所有工程数据和文档联系起来,实现对产品数据的组织、控制和管理,并在一定目标或规则的约束下,向用户或应用系统提供产品结构的不同视图和描述,同时也为其他许多系统(如ERP、CRM等)提供基本的信息服务。贯穿于产品全生命周期的产品结构与配置管理系统是PLM完整解决方案的关键技术之一。因此,针对产品配置问题,IntePLM提出了基于可变型的、模块化的产品模型基础上,实施销售、制造两级选配的解决方案。


  企业利用IntePLM实现产品配置的过程实质上就是可配置产品模型的具体化、实例化过程。
 
  IntePLM产品配置流程


  企业利用IntePLM实现产品配置的流程如下图所示。销售部门根据客户订单,结合设计部门面向功能划分的模块化的、可配置的产品模型,根据预先定义好的配置规则,对产品进行销售配置,形成销售配置BOM表。然后将销售配置BOM表的数据传递给制造部门,由制造部门根据产品模型和库存情况,对产品进行制造配置,形成制造配置BOM表。制造选配完成后,形成组合选装代码,代码的结构:产品模型代码-销售选配代码-制造选配代码。

 

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图8. 产品配置业务流程

 

  产品模型库


  产品模型是产品超级BOM结构,可以在产品模型中定义该产品所有可能出现的配置。在产品模型上可以定义可选件、替换件、颜色件,在产品模型中可以定义配置约束规则,包括互斥、跟随约束。产品模型库按照文件夹分类存放产品模型。

 

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图9. 产品模型库

 

  定义颜色件


  在产品模型中定义颜色件。

 

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图10. 定义颜色件


配置定型产品

 

  在产品模型上根据配置规则进行定型产品的配置,在配置过程中进行可选件、替换件的选择,以及颜色见的设置。

 

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图11. 配置定型产品

 

  3.5. IntePLM企业知识管理解决方案

 

  通过运用产品数据管理模型、建立了汽车产品分类管理和基于零件族的汽车标准件库和通用件库。


 
  产品型谱管理


  汽车是典型的基于产品平台的系列化复杂产品。为了方便企业更系统地管理产品,同时满足企业实现基于产品族的系列化、模块化的产品设计目标,IntePLM提供了产品分类管理功能。产品分类管理是以产品型谱的形式实现汽车产品分类管理,它包括产品大类、产品平台、产品系列、产品等几个层次,如下图所示。

 

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图12. 产品型谱管理

 

  通过产品分类管理,企业能将同类同系列的汽车产品归纳到一起。这将帮助企业重利用既有知识资源、实现快速设计,同时对汽车产品重复设计的减少也起到一定的参考作用,进一步体现了技术标准化的管理思想。

 

  基于零件族的汽车标准件、通用件库


  为了提高企业标准化程度,方便企业对各种级别的汽车标准件、通用件进行有效管理,实现汽车企业基于标准件的参数化设计,IntePLM按照汽车零部件ABC分类规则,建立各标准件库、通用件库,具体包括:国际标准件库、国家标准件库、汽车行业标准件库、汽车行业通用件库等,如下图所示。另外,IntePLM系统支持企业用户自行扩展标准件三维模型。

 

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图13. 标准件库管理

 

  3.6. IntePLM工艺数据管理解决方案


  按照汽车行业工艺管理要求和发展规划,基于IntePLM的工艺管理系统的功能框架如下图所示。

 

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图14. 工艺管理系统功能框架

 

  (1) 从设计BOM转换和手工调整后形成工艺BOM。


  (2) 在工艺BOM上编制工艺路线。


  (3) 根据工艺BOM和工艺路线进行内部管理号车型的零部件的工位分配和配套BOM管理。


  (4) 在工位上进行焊装、总装和涂装工艺卡片的编制和管理。


  (5) 根据工艺路线进行冲压件的过滤,对冲压件编制冲压工艺卡片。


  (6) 对冲压件进行金属材料消耗优化排样和材料定额计算。
 
  方便快速的工艺路线编制与管理


  PLM系统提供了常用工艺路线、车型工艺路线复用、多选零件一次编制相同工艺路线等快速编制工艺路线的功能,特别是工艺路线的复用功能极大地提高了编制相似车型工艺路线的效率。车型工艺路线可以输出为EXCEL格式文件。

 

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图15. 工艺路线编制

 

  生产线工位分配与配套BOM管理


  选择生产线的一个工位,车型工艺BOM结构树上选择该工位需要分配的物料,形成该工位的配套BOM。


  配套BOM管理包括焊装配套BOM、总装配套BOM和涂装配套BOM。


  PLM系统提供了基于整个车型和基于工位的配套BOM复用功能,方便工艺人员快速编制相似车型的配套BOM。


  PLM系统提供了配套BOM完备性检查功能,用于检查车型中的物料和已分配的物料是否一致。

 

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图16. 焊装物料分配

 

  基于PLM的产品工艺设计


  IntePLM系统充分利用天喻软件自主版权的计算机辅助工艺规划系统(InteCAPP)实现了产品工艺的在线设计,充分利用了数据库对结构化数据管理优势及CAD对图形的支持优势,将二者合理的结合,实现了产品工艺设计的三级管理,从工艺路线到分工路线再到工序的产品全方位工艺设计的管理,如下图所示。

 

图17. 基于IntePLM的产品工艺设计

 

四、IntePLM的优势和效益



  天喻软件IntePLM的优势


  面对汽车行业复杂的业务流程以及异构CAD的共存功能,全球化发展的情形,IntePLM在多语言支持、异地协同访问、支持TS16949规范的流程引擎、三维集成、轻量化浏览器等关键技术具有相当大的优势,可以充分支持企业的发展需要;


  天喻软件IntePLM系统弥补了国内外企业在产品工艺设计方面管理的不足,通过将装配工艺和零部件制造工艺有机结合,有效的改善了产品工艺设计的空白;


  软件开放性好,二次开发与系统集成、扩展易于实现,方便企业扩展各种业务功能;


  天喻软件长期服务于汽车行业的PDM/PLM系统的推广应用,积累了相当丰富的行业管理经验;


  PLM项目实施成功率非常高。这得益于天喻软件所追求项目合作目标:以天喻软件的产品是否在企业真正用起来并创造效益为检验项目成败的唯一指标。
 
  IntePLM的经济社会效益


  IntePLM的汽车行业解决方案既完全满足我国汽车行业当前产品开发需求,又符合其长远发展目标。该解决方案不仅提高汽车企业的产品创新开发能力,为汽车企业创造可观的间接经济效益,而且这些企业的发展也带动相关企业和行业的发展,为我国的经济发展建设作出巨大贡献。
 
五、结束语



  天喻软件汽车行业IntePLM解决方案是天喻软件公司根据多年在汽车企业的IntePLM实施经验、针对我国汽车及零配件行业的特点专门制订的,它能够帮助汽车企业建立面向汽车产品全生命周期的产品开发管理流程,并提供汽车产品全生命周期开发管理流程各环节共享和交流产品信息的平台。帮助汽车企业摆脱传统的产品开发模式。实现产品的并行开发,即在产品设计阶段即可让工艺制造、售后服务等环节参与进来,提供相关方面的参考意见,提前将其他环节需要考虑的问题融入进去,有效的节约生产成本,保证产品质量。

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