吉利控股集团主任工程师 谭居逸
1 吉利汽车VPM项目实施背景
在2011年考虑上VPM系统的时候，吉利汽车已经上了PDM系统GPLM。在GPLM未推广之前，整个企业的数据都是通过文件服务器来管理，这导致了应用过程中出现了很多问题：1.数据文档权限不受控,基于文件夹的权限控制难以实现有效管理。2.数据源不统一，设计数据分布在电脑本地、文件服务器等，每天在不断进行大量的复制粘贴操作；3.关联性无法查询，虽然可以通过BOM来查询，但是这种查询效率低下，准确性也难以保证；4.设计发放与工程更改难以管理，经常发生发放给供应商的数据，不是最终审批的数据，给公司带来了损失。
图1 VPM项目实施背景
GPLM系统实施后，解决了设计权限的控制问题、推广实施了设计导航、设计发放与更改管理已受控、父子关系、借用件关联可查询等一系列问题，但是仍然存在很多问题亟待解决：仍存在多个数据源，难以实现实时协同的整车设计环境；设计过程没有完全管控；难以实现参数化关联设计，并由此引发了一系列问题：
1.评审内容收集量大且费时，评审人员不能及时看到设计过程和结果；
2.总成装配打开时出现大量重名冲突或链接丢失；
3.设计师无法及时获得所关注的周边设计环境；
4.难以做出全面准确的更改影响判断，更改遗漏屡有发生；等等。
经过分析，发现导致这些问题的根本原因在于：缺乏整车协同设计环境；缺乏对设计过程的管控，需要一个系统，来实现单一设计源并对设计过程进行管控，能够方便工程师进行设计环境的管理。
2 ENOVIA VPM总体方案简介
ENOVIA VPM系统总体定位三层的架构，最上面是企业管理层，对应的是传统的PDM，关注的是业务流程，注重企业流程的严格遵守，上下级工序的有序衔接，主要负责企业级的BOM管理，企业级的项目管理，企业级的研发流程的管理，等等。
中间是协同管理层，用于管理设计，因为设计本身有着鲜明的特点，在设计过程中存在大量设计迭代，所以相对来说，没有那么注重流程，而注重应用性，以及与下游众多工具的集成，当然在上游还需要与PDM进行深度的系统集成。比如说非常典型的分析仿真平台，工艺仿真平台，协同设计平台。VPM协同设计平台在应用层与CATIA有深度的集成，在上游与PLM进行集成。
底层是CAX设计工具，如CAD设计工具CATIA，工艺设计工具DELMIA，以及不同学科的CAE设计工具。
ENOVIA VPM系统总体框架的核心是产品结构创建与管理，这里的产品结构即指设计BOM。所谓设计BOM，除了EBOM外，还包括设计中产生的一些过程文件，比如硬件数据，CAS数据，总布置数据，在设计过程中的方案数据，等。围绕着这样一个设计BOM，可以实现车型的选配的管理，还有设计成熟度的管理，以及开展跨专业的协同设计，还提供了很多协同设计的工具。同时，还有整车的数字化样机管理，以及数据化管理的功能，像标准件管理、多方位设计管理、电器设计管理、委外设计管理。在集成上，与PDM进行集成，包括BOM数据的集成；三维数据与2D数据的集成。流程方面，也有工程更改的集成，另外在标准件以及兼容件方面也会有一些集成。
图2 VPM系统定位
从宏观来看，系统覆盖的整体的业务流程。在前期有策划与造型设计阶段，主要覆盖到配置管理和总布置设计；在应用设计阶段，会在各专业进行协同设计，进行整车的DMU审查，设计成熟度的审查，数据发布的归档；验证阶段与小批量试生产，设计变更，变更数据归档。
图3 VPM系统总体框架
从微观来看，就是ENOVIA VPM系统平台以后，首先工程师会在PDM中接收到任务，然后进入协同设计平台里去创建零件号，搭建结构。注意，创建结构是一个自顶向下的过程，即先整车，整车结点，然后二级装置，然后总成、分总成，严格的按照自顶向下的过程。有了BOM后，各专业设计人员基于BOM，进行产品的协同设计，利用CATIA进行三维设计。设计的阶段可以定期把BOM同步到PDM中，在PDM中进行BOM的签审，当设计到一定的程度，工程师零件完成了，就可以提升它的成熟度。成熟度的提升是自底向上的过程，首先零件完成，工程师做零件的自审，提升零件的成熟度；然后部门做部门级的DMU评审，提升总成的成熟度后，到了装置要做整车的DMU的审查，当审查设计完成的话，就会触发装置数据归档的流程，流程走完，任务完成；如果驳回，则又回到3D设计，重复DMU成熟度提升的过程。如果有设计变更的话，也是先在PDM中申请变更请求，然后在协同设计平台中同步变更单把零件的版本升级且成熟度降到最低，然后在VPM里面进行三维设计，再走成熟度提升的流程，最后回到PDM系统把问题闭环。
图4 整体业务流程
通过实施ENOVIA VPM项目，吉利汽车完成了整车协同设计环境的搭建，实现了对产品设计过程的管控。
根据吉利控股集团主任工程师谭居逸在2013第九届中国制造业产品创新数字化国际峰会的发言整理而成，已经本人确认！
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本文标题：设计协同在汽车研发中的应用
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