PLM產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及應(yīng)用分析

1、PLM產(chǎn)品分類

（1）仿真體驗類軟件。這類產(chǎn)品提供用戶對產(chǎn)品進(jìn)行仿真使用的虛擬體驗，使得研發(fā)人員在沒有物理產(chǎn)品之前就可以基于虛擬模型進(jìn)行對外觀、使用感受的虛擬現(xiàn)實體驗，還可以編輯眾多技術(shù)圖集和技術(shù)出版物。

（2）結(jié)構(gòu)設(shè)計類軟件。以三維幾何構(gòu)型創(chuàng)建為主。其功能涵蓋造型設(shè)計、自由曲面、機械設(shè)計、設(shè)備與系統(tǒng)工程、數(shù)字樣機、數(shù)控力也結(jié)構(gòu)分析、電氣管路、鈑金設(shè)計、焊接、復(fù)合材料、模具、人機仿真和工程圖創(chuàng)建等。

（3）分析仿真類軟件。對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真分析，其功能范圍包括有限元網(wǎng)格劃分、靜態(tài)、準(zhǔn)靜態(tài)強度分析、振動模態(tài)分析、高度非線性分析、接觸分析、柔性多體分析、爆炸和沖擊分析、跌落和碰撞分析、復(fù)材失效斷裂分析、成型分析、流固耦合分析、熱分析及其他物理場分析等。

（4）數(shù)字制造類軟件。其作用是設(shè)計、布置、優(yōu)化生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的環(huán)境與設(shè)備。其主要技術(shù)功能為工程規(guī)范制定、制造過程仿真和監(jiān)控、容量規(guī)劃、執(zhí)行、電工指令評估、資源序列排布、人力資源優(yōu)化、快速檢驗交替以及PLC程式變更評估等。

（5）數(shù)據(jù)與信息管理類軟件。以產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為核心，存儲和管理各種數(shù)據(jù)，還掌控研發(fā)過程中的項目管理、規(guī)格管理、變更管理、文檔管理、產(chǎn)品管理、物料清單管理、供應(yīng)商管理、戰(zhàn)略采購、全球協(xié)作和其他業(yè)務(wù)流程。

（6）其他專業(yè)軟件。在研發(fā)鏈條中還存在很多專業(yè)軟件用以解決具體細(xì)分領(lǐng)域的問題。

2、面臨的行業(yè)挑戰(zhàn)

越來越多的電子系統(tǒng)應(yīng)用于汽車部件，這就要求在提高質(zhì)量并控制成本的基礎(chǔ)上研發(fā)越來越復(fù)雜的產(chǎn)品。電氣系統(tǒng)和機械部件相對分離的研發(fā)形式如何保證整個系統(tǒng)的集成與完整性？

自主品牌需要在廣大的國內(nèi)市場和海外市場中占有更多的比重，如何滿足不同地域?qū)Ξa(chǎn)品的需求？如何快速地爭取和管理供應(yīng)商與合作伙伴？

消費者復(fù)雜快變的期望促使汽車生產(chǎn)商更快速地研發(fā)使消費者滿意的產(chǎn)品，這就要求更準(zhǔn)確地獲取和理解消費者的變化和市場環(huán)境的快速變化及提供消費者認(rèn)可且能夠承受的產(chǎn)品變革。

PLM需求及發(fā)展趨勢

未來，中國汽車制造與研發(fā)行業(yè)可能需要在多個方面加快發(fā)展速度。

1、工程協(xié)同

工程設(shè)計階段涉及的數(shù)據(jù)與信息貫穿項目始終，橫跨幾乎所有業(yè)務(wù)部門和供應(yīng)鏈。這些設(shè)計信息通常由不同的設(shè)計部門掌控，共享程度低，沒有實時的工程協(xié)同平臺。隨著汽車研發(fā)對周期和設(shè)計質(zhì)量要求的提高，在工程設(shè)計階段需要有一個載體，能夠管理各種設(shè)計信息，打破信息傳輸阻隔，實現(xiàn)工程設(shè)計的實時協(xié)同平臺。

2、供應(yīng)商協(xié)同管理

汽車制造商在研發(fā)和制造環(huán)節(jié)需要管理的供應(yīng)商不斷增多，合作形式多樣。在工程設(shè)計階段，更多的供應(yīng)商參與了設(shè)計工作。這種狀況需要制造商和供應(yīng)商之間采取更緊密地合作方式。不能再是完全獨立的外包管理，要逐步合作，采用實時協(xié)同設(shè)計的方式進(jìn)行研發(fā)。需要實時協(xié)同的不僅是設(shè)計內(nèi)容，還要包括成本、進(jìn)度和設(shè)計狀態(tài)等信息，以求縮短研發(fā)周期和降低設(shè)計質(zhì)量的風(fēng)險。

3、全三維信息表達(dá)

幾乎所有的乘用車和部分商用車制造商都采用了三維設(shè)計的方式。零部件供應(yīng)商更多地應(yīng)用數(shù)控技術(shù)加工零部件。焊裝、涂裝、總裝等主要生產(chǎn)線也都能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)控生產(chǎn)。依賴二位圖紙生產(chǎn)加工的供應(yīng)商在加工精度和設(shè)計信息讀取效率上存在明顯劣勢。二維圖紙的創(chuàng)建、維護(hù)、讀取、審查、轉(zhuǎn)化等工作占用了大量的研發(fā)資源，需要用全三維的方式取代。

4、數(shù)字化制造

汽車市場的產(chǎn)量逐年攀升，制造環(huán)節(jié)的優(yōu)化可為汽車制造商節(jié)省大量成本并贏得更多銷售機會。PLM產(chǎn)品提供了數(shù)字工廠的布置設(shè)計和工藝優(yōu)化功能，通過應(yīng)用數(shù)字化制造技術(shù)可以實現(xiàn)加快工藝規(guī)劃過程、提高標(biāo)準(zhǔn)化、節(jié)省生產(chǎn)成本、支持工藝協(xié)同、節(jié)約產(chǎn)能、節(jié)省變更成本和降低調(diào)試與試運行的成本等目標(biāo)。

5、虛擬現(xiàn)實仿真

虛擬現(xiàn)實仿真在性能仿真與虛擬體驗兩方面發(fā)揮著重要作用。隨著汽車是市場要求加速新車型研發(fā)周期和成本的不斷縮減，物理測試在研發(fā)過程申直得更加占用了y間，更加增大了成本。需要一種更快速、經(jīng)濟的手段代替物理實驗。軟件可以仿真和評測各種性能，如計算動力性、燃油經(jīng)濟性、確定各系統(tǒng)布置及性能計算、NVH仿真、人機仿真、行人保護(hù)測試、碰撞仿真、底盤性能仿真、DMU、輪胎特性仿真、開閉件疲勞測試仿真等。汽車產(chǎn)品的研發(fā)不僅以性能、質(zhì)量作為目標(biāo)，用戶體驗也更多地成為研發(fā)人員重點考慮的內(nèi)容。能夠提供客戶更好體驗感受的產(chǎn)品會更多地爭取到訂單。這就要求軟件提供對虛擬客戶體驗的測評功能和向客戶展示產(chǎn)品體驗并獲得反饋信息的功能。

6、知識重用

汽車市場繁榮促進(jìn)了產(chǎn)品型號的豐富，市場競爭的加劇要求汽車制造商更快速、更穩(wěn)定地持續(xù)提供新產(chǎn)品，同時各產(chǎn)品還要代表鮮明的品牌特征。這些趨勢要求汽車制造商具備快速研發(fā)的能力這種能力需要提供一個車型系列的通用設(shè)計規(guī)范、通用的制造能力和通用的供應(yīng)商。無論是自主研發(fā)還是供應(yīng)商合作研發(fā)，知識重用能力的提高都會顯著縮短研發(fā)流程和制造成本。汽車制造商需要更有效的手段總結(jié)知識、積累知識、重用知識和審核知識一致性。

7、系統(tǒng)工程

首先，系統(tǒng)工程是一種多學(xué)科集成管理的方法學(xué)，通過這種管理可以更可靠的確保研發(fā)對象的成功性。汽車是一種復(fù)雜的系統(tǒng)，是包括了機械、幾何、電子、流體力學(xué)、化學(xué)、熱力學(xué)及電控等多學(xué)科的產(chǎn)品。有些研發(fā)機構(gòu)擁有超過40種設(shè)計軟件在研發(fā)中使用。分離的設(shè)計環(huán)境嚴(yán)重阻隔了信息的及時傳達(dá)。這些學(xué)科信息正朝著協(xié)同開發(fā)的方向發(fā)展。其次，系統(tǒng)開發(fā)的基本過程是從市場用戶需求開始，從而逐步開展產(chǎn)品功能確定、邏輯架構(gòu)定義、結(jié)構(gòu)設(shè)計、性能仿真、綜合評定和試驗驗證，最終將產(chǎn)品交付終端客戶使用，以滿足他們的體驗需求。系統(tǒng)工程還要求將產(chǎn)品研發(fā)整個邏輯過程在同一個平臺中管理，保證研發(fā)邏輯的可追溯性并提供實時審查的能力。

8、企業(yè)業(yè)務(wù)流程管理

產(chǎn)品研發(fā)與制造的數(shù)字化轉(zhuǎn)變要求企業(yè)業(yè)務(wù)流程管理能夠支持研發(fā)與制造，即需要更有效、更直接、更同步的方法管理業(yè)務(wù)流程。全部業(yè)務(wù)流程管理的信息需要一個統(tǒng)一的平臺綜合管理，這是對PLM產(chǎn)品發(fā)展提出的重要要求之一。

9、通用資源

在一個企業(yè)不同車型的部件之間有很多通用件，這些部件不僅可以通用零件還可以通用規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、概念和材料，還可通用供應(yīng)商與制造條件。更好的利用這些資源可以避免重復(fù)投入和節(jié)約研發(fā)時間與成本。計算機軟件需要提供這樣一個系統(tǒng)綜合管理通用資源的信息。

10、產(chǎn)品多樣化管理

汽車分類隨著用戶群的成熟與變化而不斷細(xì)分，產(chǎn)品多樣化趨勢顯著，產(chǎn)品多樣化的管理成為工業(yè)競爭內(nèi)容之一。產(chǎn)品多樣化的挑戰(zhàn)在于生命周期的縮短、生產(chǎn)成本的增加、提前期的延長等等。產(chǎn)品多樣化管理不僅需要管理多個車型，還需要管理配置與細(xì)節(jié)特征的多樣化數(shù)據(jù)與信息。因此，產(chǎn)品BOM的多樣化管理是未來設(shè)計軟件需要提供解決方案的重點之一。尤其在商用車行業(yè)，產(chǎn)品多樣化問題比乘用車行業(yè)更加突出。

結(jié)束語

汽車行業(yè)的發(fā)展對PLM系統(tǒng)提出的各種要求需要逐步的解決，它們之間又有著密不可分的聯(lián)系。汽車研發(fā)從三維設(shè)計開始，已經(jīng)過PLM管理的第一階段，正向PLM的第二階段發(fā)展。PLM第二階段將促使研發(fā)全員在全三維的環(huán)境下更深入更廣泛地在線協(xié)同工作。希望各汽車制造商能夠看準(zhǔn)方向、抓住機遇，利用PLM產(chǎn)品快速發(fā)展和爭取市場。

（文章來源：網(wǎng)絡(luò)；作者：王新宇、呂偉、王克忍）