一、企業簡介
上海海馬汽車研發有限公司是中國最早的本土汽車企業之一，其前身可追溯到1988年成立的海南汽車制造廠。現在是一家擁有兩大整車生產基地、三大研發基地、擁有一批成熟的汽車產業人才隊伍、自主整車研發能力、自主銷售服務網絡和自主供應配套體系的集團型企業。公司產品涵蓋面包車、轎車、MPV、SUV和新能源汽車。上海海馬汽車研發有限公司是其整車研發機構，擁有先進的造型、設計、試制、試驗設備。上海海馬研發致力于新產品的設計、產品的改進設計、樣車的試制試驗等業務。研發領域涵蓋了造型、車身、底盤、動力、整車電氣、試制試驗等專業。
圖1 上海海馬汽車研發有限公司
二、企業信息化應用總體現狀
作為研發機構，上海海馬汽車研發有限公司的信息化應用和兩化融合都得到了良好的效果。目前，實施的研發信息系統有：PDM系統、PPM系統、OA系統、設計導航、標準檢索系統等等，同時，基礎信息化方面有：虛擬化、高性能計算平臺及計算提交調度系統、數據防泄密，以及網絡管理方面的系統軟件。
隨著研發能力的提升，信息化和兩化融合的信息系統應用更加精細化和重要，在工作效率、工作質量等方面都有顯著提代。
三、參評信息化項目詳細情況介紹
1.項目背景介紹
隨著公司業務的發展，研發部門基于共同固化研發設計流程、標準，實現跨專業、跨部門、跨地域的協同要求越來越迫切，以提高設計效率、質量。
PDM-Windchill系統引入后，在每個階段的設計方案及數據確定的情況下，設計權限、設計發放與變更管理、父子關系與借用關系等都已得到解決，但每個階段的過程數據、多方案數據仍通過網絡盤結構管理，并存在以下問題：
1）每個階段的過程和多方案數據的變更不能實時促發消息通知到相關設計人員，只有定期評審或裝配時才知道；
2）設計人員無法及時獲得所關注的周邊設計環境及邊界要求；
3）各專業設計人員之間沒有關聯性的設計，缺乏整車設計環境及實時結果審核；
4）設計人員難以做出全面準確的更改影響判斷，更改遺漏屢有發生；
5）DMU校驗、同步工程驗證較少，總布置的管控及牽頭作用很弱，很多干涉問題到后期才暴露出來；
6）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；
7）數據源不統一，過程和多方案數據散落在網絡盤或個人電腦中，且權限不好管控；
8）評審時總成裝配打開時出現大量重名沖突或鏈接丟失；
9）上海與鄭州間的協同工作無法及時、有效的開展。
從而引發，以下多種協同需求：
1）同項目組的本專業內、跨專業間的協同設計；
2）不同項目組間的協同設計；
3）異地間的協同設計。
2.項目目標與實施原則
通過建立協同工作環境，可以實時人人交互，更加緊密的將各個設計同步關聯起來，改善設計人員信息交流方式，消除或者減少設計人員在時間和空間相互分隔的障礙，關注設計之間的關聯問題，節省成本，提高效率。
1）多方案數據管理：可通過多種方案數據并存，多方案的版本記錄，含非發布過程方案數據，方案之間進行比較快速形成新的升級方案甚至方案的重用，通過VPM有條件保存各種設計方案及相關的分析報告，以及最終選定的方案，尤其是選定方案的評估報告，這是為今后設計的知識積累。因為很多想法其實是在工程師的大腦中，通過VPM將思考過程記錄下來。
2）車型配置管理：可直接在系統中創建多個配置，包括不同的產品配置，設計人員根據這些配置搭建BOM結構，也可以根據這些配置設置條件，方便用戶通過條件過濾查看數據。
3）設計邊界條件設置：可以設置零件周邊設計環境的過濾、坐標系統管理（借用件實例坐控制）、設計檢查問題記錄及跟蹤，檢查環境的記錄等等。
4）更改通知：所有設計數據的保存均默認保存至服務器中，VPM系通過成熟度管理數據的發布，當達到成熟條件的數據，可以上傳到PDM系統中，發生變化也實時同步更新，并提示相關人員更新最新數據及變更，不同模型通過“發布-關聯-驅動”的機制、通過空間位置的“參考”機制或“約束”機制，通知相關人員并進行協同。
5）DMU校核：建立自頂向下及自下向上的關聯設計方法，通過輕量化的數字模擬裝配出數字樣機，實現貫穿設計前、設計中、設計審批的DMU審核，所有交付的數據均必須經過DMU的校核（與周邊零件不能有干涉），包括公差分析、以及其他的分析（如外觀、法規等等）。
6）數據查詢：既能通過特定對象的搜索查詢數據，也能通過屬性、空間、配置等方式對產品數據進行過濾，根據過濾結果打開數據，甚至根據定義。
7）同步工程：工藝仿真平臺可以直接集成到VPM，包括裝配、焊接等等，從而工藝人員可以獲得最新的產品設計數據，進行工藝的仿真驗證，并將結果返饋設計人員，再設計過程中工藝人員參與到產品設計中來。
結合某一整車項目在研項目進行實施，涉及總布置、車身專業等各個專業，利用VPM系統（Virtual Product Management，虛擬產品管理，與CATIA集成在一起的系統環境，可與PDM系統集成），工程師能夠通過基于裝配或整個產品線來設計零件，盡早清除零件干涉，增加產品線和不同產品間的通用性，并實現協同。
其中，對系統的定位：PDM作為項目數據凍結管理及流程管理；VPM作為項目數據過程協同管理。
圖2 同步工程
3.項目實施與應用情況詳細介紹
根據VPM系統的應用規則，分別應用在項目組和專業科室，從兩個維度應用和驗證協同設計的可行性，在實際業務場景應用中一般包含以下內容：
1）應用場景：
在VPM系統業務應用場景改變以往的設計工作模式，而操作上又沒有PDM系統中那么復雜，直接在CATIA界面上操作，按照自頂向下及自下向上的設計模式，以汽車行業中副儀表盤設計為例，描述從任務的分發到設計完成及審核工作流：
●某款車型有兩個配置，且共用副儀表盤，如下圖所示。
圖3 某款車型兩個配置
儀表板總成基本結構和其周邊結構如圖所示。
圖4 儀表板總成基本結構和其周邊結構
●整車工程師在系統中直接創建車型結構，創建車型節點，在車型節點下創建系統總成節點，并創建兩種配置高配和低配，并分別連接高配和低配兩種配置到相關總成節點。
圖5 創建車型結構
●總布置工程師創建與副儀表板相關的參考文件至文檔管理節點。
圖6 創建與副儀表板相關的參考文件至文檔管理節點
●分系統總成負責人下發設計要求和任務，設計人員初始的產品版本不再在個人自己的電腦中保存，而是直接在系統中管理，分系統負責人可以通過空間、配置等進行過濾，直接更新查看任務完成情況。
圖7 更新查看任務完成情況
●設計人員直接進入系統查找屬于自己的Action，根據關聯文檔找到自己的任務。
圖8 查找任務
●從產品族或者平臺的方向定義關鍵零件及其邊界條件，當這些零件變化時，系統發送消息到設計界面，設計人員甚至可以直接點擊“刷新”菜單直接查看最新的數據，也能通過影響性分析，查看關聯關系即哪些零件受到了影響，最后設計人員根據這些要求設計產品，完成工作任務。
圖9 “刷新”菜單直接查看最新的數據
●如果數據未通過分系統負責人審核，分派修改數據的任務給設計人員，設計人員修改數據直至滿足技術條件，數據也可以簡單的進行成熟度的設置，表示設計的完成情況。
2）系統集成：
VPM系統和BOM系統、PDM系統等都可以集成。以VPM與PDM系統集成后為例，VPM系統中的數據已經滿足發布的條件，可以自動傳輸到PDM系統中的相應位置，用戶直接在PDM系統中啟動零件發布流程，在PDM系統中走正式的簽審發布。
4.效益分析
設計方面：實現多專業協同、單一數據源且集中、數據成熟度、多方案管理等。
審核方面：實現協同審核環境，實時審核、無需重新收集整理，且數據最新。
變更方面：實現線下實時通知并溝通。
使用方面：不改變設計人員的操作習慣，并減少對PDM系統的操作。
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本文標題：VPM系統助海馬汽車構建協同設計平臺
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