构建汽车创新设计集成平台

发布时间:2010-07-13
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用ENOVIA SmarTeam构建基于知识的汽车创新设计集成平台可以提高整个企业的工作效率和产品质量,缩短产品开发周期,提高企业的竞争力和创新力。

现代制造企业己经广泛采用CAX(CAD/CAE/CAPP/CAM)技术进行产品创新设计,但是目前CAX技术的应用主要是由各个阶段的各类专业人员分别进行,存在前后阶段人员考虑不周、设计与制造脱节等问题,制约了CAX技术作用的发挥,而且CAX软件分散独立的模式也造成了企业的软件投资过大,因此,PDM(产品数据管理)提出了基于工作流程的管理模式,以产品数据管理为核心,构建项目协同设计的平台。

此外,为了实现面向制造的设计理念,企业必须将已存在于企业中的显性知识(如产品数据、试验数据、设计案例和设计规范等)进行系统地整合;同时为了充分发掘在企业产品设计工程师个体中的隐性知识(如业务素质、设计直觉和设计经验等),必须采用智能知识管理方式,将这些知识进行外在化,进而能够可视化,供所有参与设计的人员使用。ENOVIA SmarTeam正是这一问题的最佳解决方案之一。本文将重点介绍东风汽车集团股份有限公司技术中心(简称东风汽车技术中心)如何利用ENOVIA SmarTeam构建汽车创新设计集成平台。

汽车创新设计集成平台整体规划

东风汽车技术中心汽车创新设计集成平台(即产品协同开发的信息化工作平台)系统间的关系图如图1所示。其总体实施战略按以下顺序进行:

1、 建立技术中心三维模型、二维工程图、产品定义文件及技术文档的电子仓库。

2、建立技术中心产品定义信息控制发放平台,将产品(越野车、轿车等)定义信息、配置信息、更改信息、发放过程信息纳入统一的管理。3、  建立技术中心产品研发管理信息系统。

4、 建立技术中心公共信息发布及办公自动化平台。

5、 在前期搭建的协同开发平台已经实现的电子数据一致性、有效性的基础之上,在各个项目平台推进电子装配(DMU)等工作的开展,优化设计开发流程。

6、在各个平台广泛开展CAE工具。

ENOVIA SmarTeam系统的具体实施

1、需求分析和方案定义

PDM项目本身就是一个逐步实施的过程,我们根据技术中心的现状,将该PDM项目分为四个阶段实施。针对技术中心实施SmarTeam文档管理模块,我们首先制定了详细的一期项目需求分析定义(如图2所示)。先根据车的类型定义不同的产品研发平台,再在各个平台下建立各个具体的车型。将产品按照总成分为总体(车身)、车型、发动机、底盘和电气五大部分。管理的文档主要涵盖项目文档、CAD文档、标准零件库等,项目文档下再按照上述五个分总成分类管理。标准数据管理包括对企业技术基础标准、设计标准、产品标准等多类企业标准能够在SmarTeam中进行维护、查询和浏览,且对技术问题通知单进行有效的权限管理、查询管理。文档属性、权限及文档编码定义方面通过对技术文档添加必要的属性便于建立查询条件,并且可以通过CAD-PLM模块来创建产品的EBOM,为下一阶段的产品BOM数据管理奠定基础。根据产品开发的特点,产品设计阶段按照总体(车身)、车型、发动机、底盘和电气五大组件部分来定义。组件部分的设计阶段定义如图3所示,不同的设计阶段包括设计文档和CAD文档数据。

2、实施步骤

□ 安装调试

技术中心现有用于CAD设计的工作站100余台,各工作站基于NT局域网。服务器为IBM X345-L1D专业服务器。CAD软件主要以CATIA V5(Y1平台), PRO/E2001(Y2、Y3平台)为主。我们针对技术中心所特有的软、硬件环境和ENOVIA SmarTeam的实施特点,制定出系统分布规划图、系统运行使用和管理办法,主要内容包括:数据库服务器、ENOVIA SmarTeam服务器集中布置在一台主服务器——IBMX345-L1D服务器上;服务器端安装ENOVIA SmarTeam-Foundation和ENOVIA SmarTeam-Editor,每台用户端工作站机上安装和运行ENOVIA SmarTeam-Editor,即Client;服务器与用户端间的通信基于TCP/IP。

借助东风汽车现有的10/100M分组交换网,可以满足各终端和各服务端的请求以及数据交换,而ENOVIA SmarTeam强大的网络资源分配和专业的IBMX345-L1D服务器解决了因设计图形数据量较大、用户较多、数据交换频繁所带来的访问阻塞问题,图4为其系统集成拓扑结构图。

□ 工程图资料情况

按照实施人员和设计部门商讨出的《设计文件编制顺序说明书》的要求,我们对存在的电子数据采用批量录入的方法,将其导入数据库、归档,并对纸质数据统一扫描、建库、授权、归档。

□ 系统设计及系统功能客户化

在网络及系统环境都搭建好以后,实施人员按照拟定的方案对ENOVIA SmarTeam系统首先进行系统设计,其具体内容包括:ENOVIA SmarTeam系统管理员和系统定制培训;系统数据模板结构定制;系统属性卡片定制;系统客户化开发(包括配置ENOVIASmarTeam系统客户化框架,用户使用界面定义、安装应用软件集成模块(PRO/E、CATIA、AutoCAD、OFFICE等应用接口),建立ENOVIA SmarTeam项目模板和设计阶段定义。

因为系统设计只能实现PDM系统的公共功能,所以实施人员还要对ENOVIA SmarTeam系统进行功能客户化开发工作,其具体内容包括:建立系统应用框架设置;与应用系统(CAD、OFFICE等)的集成;系统属性卡片映射;制定模型、图纸整理计划(提供导航产品的所有三维模型及电子图档);系统客户化开发功能测试;导航产品数据的植入。

□  导航项目和系统运行测试

为保证正式系统能够顺畅的运行,我们通过建立导航环境对ENOVIA SmarTeam的功能进行测试。通过测试,我们在ENOVIASmarTeam系统中实现了对设计中心的产品研发设计CAD数据、项目研发设计文档、设计标准零部件、设计中心设计文档模板和CAD模板、公司企业标准数据信息、技术中心技术问题通知单等六大类图文档数据的管理,相应地建立了技术中心人员组织结构、图文档数据管理结构、ENOVIASmarTeam与CAD系统的数据集成环境。

□ 最终用户培训和系统正式运行

最终用户培训的对象主要为项目负责人、各总成设计工程师及系统管理员,要对实施交付系统的功能做针对性培训及最终用户相应模块的使用培训,使其熟练掌握ENOVIA SmarTeam操作。

在二十几天的试运行期间,系统运行良好。在人员培训、数据入库、图样扫描、电子图形数据的导入和用户帐号准备等工作完成后,系统按时开始正式投入Y1平台的使用,至今运行正常。

3、实现的功能

技术中心的PDM项目分四个阶段实施,现阶段完成的是第一阶段,即应用产品数据管理模块,有效地管理PRO/E、CATIA、UG、AutoCAD和MS Office等设计文档,其文档管理流程如图5所示。

实现的主要功能有:

□  建立了技术中心ENOVIASmarTeam系统导航环境;

□ 文档和产品结构管理;

□ 权限管理;

□  版本管理:技术中心可以根据企业的管理标准来定义版本的标识(如a,b,a.1;1,2,1.2等);设计人员在设计工作区内的设计图档进行会创建设计文档的小版本,设计经过发布会创建设计文档的大版本。技术中心还可以根据企业的标准在ENOVIASmarTeam中建立发放版本、冻结版本、修订版本、最高版本、历史版本等版本内容;

□ 文档权限控制;

□ 多用户修改:技术中心会遇到零部件被多个产品借用或零部件的参考面、特征被多个零件引用,从而造成零部件变动时涉及的面比较广的情况。在ENOVIA SmarTeam系统中将会有便利的通知机制,将零件关联信息在相关零部件中记录,供设计及参考用户使用;

□ 文档状态管理;

□ 产品协同设计;

□ 标准件管理;

□ 数据查询;

□ 相关部门数据浏览。

结束语

ENOVIA SmarTeam系统有效地帮助东风汽车技术中心解决了信息孤岛、数据安全、数据一致性、流程、协同创新、知识管理等问题。随着后续阶段关于BOM管理、设计更改、工作流管理、项目管理和产品配置管理的展开,整个ENOVIA SmarTeam系统实施以后,系统会逐步由工作组级走向企业级,汽车创新设计集成平台将日臻完善,东风汽车技术中心将取得明显的管理、经济和社会效益,进而提高整个企业的工作效率和产品质量,缩短产品开发周期,提高企业的竞争力和创新力。

ENOVIA SmarTeam解决方案

ENOVIA SmarTeam是一种具有快速实施、可扩充的、可定制的、具有独一无二性价比的PDM软件。它提供针对工作组级和企业级的PDM解决方案,可以以工程、文档、材料、零件、项目、材料清单、产品、合同和用户等结构的方式管理企业的产品。不仅帮助设计工程师更有效地完成文档管理、版本管理和跟踪设计数据等任务,还帮助整个企业内部各部门间及时获取最新数据信息,并将CAD系统中生成的数据自动发送到相关的工艺部门和生产车间或采购部门,在企业中建立了一个协同设计的并行工作环境,在源头就大大减少了产品设计的出错率,提高了产品的质量和从设计到生产的效率。

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