隨著經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，汽車企業(yè)面臨激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。為提高效率，縮短開(kāi)發(fā)周期，降低開(kāi)發(fā)成本，實(shí)現(xiàn)企業(yè)又好又快發(fā)展，需要改善原有的企業(yè)管理體系。PLM系統(tǒng)以管理產(chǎn)品數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過(guò)控制涉及這些信息的所有過(guò)程，保證用戶在需要的時(shí)候都能夠訪問(wèn)到正確的信息，并提高用戶與用戶、應(yīng)用與應(yīng)用之間的信息反饋速度從而達(dá)到縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期、降低成本、及提高質(zhì)量的目的。

在當(dāng)前市場(chǎng)環(huán)境中，汽車企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)非常激烈，汽車產(chǎn)品更新?lián)Q代加快，技術(shù)含量更高，質(zhì)量更好，這就要求企業(yè)能盡快作出響應(yīng)，制造出滿足市場(chǎng)需求的產(chǎn)品，從而迅速占領(lǐng)市場(chǎng)，提高經(jīng)濟(jì)效益。多年來(lái)CAD軟件應(yīng)用的普及，方便設(shè)計(jì)人員的同時(shí)，也產(chǎn)生了大量的電子數(shù)據(jù)。這些電子數(shù)據(jù)以多種相異的格式和狀態(tài)存儲(chǔ)，因此，在保存、應(yīng)用、共享、安全等方面，產(chǎn)生一系列的數(shù)據(jù)管理問(wèn)題。

實(shí)施PLM系統(tǒng)給汽車廠帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)有：在原有的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程基礎(chǔ)上。建立電子化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程。提高產(chǎn)品研發(fā)工作效率。通過(guò)電子化的設(shè)計(jì)過(guò)程定義，使得設(shè)計(jì)過(guò)程的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。追蹤和保留產(chǎn)品數(shù)據(jù)的更改歷史，保證設(shè)計(jì)更改處理的方便性、準(zhǔn)確性和安全性。構(gòu)造產(chǎn)品裝配結(jié)構(gòu)，采用產(chǎn)品數(shù)據(jù)的版本配置方式，提供產(chǎn)品零件明細(xì)表和匯總表自動(dòng)輸出。實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，使企業(yè)提高效率，降低成本，有效提高新產(chǎn)品的品質(zhì)。

奇瑞：實(shí)驗(yàn)室里的“投影模型”

“當(dāng)代汽車已經(jīng)進(jìn)入了‘三維仿真’的研發(fā)時(shí)代，IT技術(shù)的導(dǎo)入異常關(guān)鍵，只有積累了大量的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，才可以實(shí)現(xiàn)‘高效的建模’。”奇瑞信息技術(shù)總經(jīng)理龔峻表示，虛擬制造是在汽車制造之前，為了獲得最佳的汽車模型數(shù)據(jù)，運(yùn)用前沿IT技術(shù)，模擬開(kāi)發(fā)過(guò)程中的設(shè)計(jì)、消除、測(cè)試和改進(jìn)環(huán)節(jié)。

碰撞試驗(yàn)2000次VS40次

事實(shí)上，虛擬制造是一個(gè)異常復(fù)雜的流程。首先，研發(fā)工程師輸入汽車各個(gè)總成圖紙?jiān)O(shè)計(jì)參數(shù)，構(gòu)建“三維模型”和“整車數(shù)據(jù)集成”。接下來(lái)，各個(gè)總成圖紙三維數(shù)據(jù)進(jìn)入超級(jí)計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)即時(shí)演算虛擬環(huán)境，并投影到具有特殊功能的玻璃墻，其投影精度可達(dá)毫米以下。

此后，通過(guò)數(shù)據(jù)線，“投影模型”被傳到世界各地，各地研發(fā)人員只要帶上特殊眼鏡，便可以進(jìn)入虛擬開(kāi)發(fā)環(huán)境。由于精度在毫米以下，虛擬不同顏色的噴漆和設(shè)備規(guī)格，都可以在幾秒鐘內(nèi)呈現(xiàn)，而且可以轉(zhuǎn)換汽車角度，使研發(fā)人員可以從不同的視角進(jìn)行觀察。研發(fā)團(tuán)隊(duì)可以用三維立體方式，模擬任何內(nèi)容，包括車身部件、強(qiáng)度、動(dòng)力系統(tǒng)性能、碰撞性能等。如奇瑞車頭的一個(gè)碰撞試驗(yàn)需要100萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)來(lái)支持，電腦可以在150毫秒內(nèi)計(jì)算出結(jié)果。這一時(shí)間比真車碰撞的時(shí)間節(jié)省數(shù)千倍。

顯然，“虛擬制造”和“仿真建模”大大提高了車企的研發(fā)和制造效率。事實(shí)上，虛擬制造是產(chǎn)品生命周期管理的一部分。記者了解到奇瑞的瑞虎便是采用PLM管理的一個(gè)經(jīng)典車型。

數(shù)據(jù)管理支撐虛擬制造

瑞虎是基于B級(jí)轎車東方之子平臺(tái)上的一款全新產(chǎn)品。在瑞虎的具體設(shè)計(jì)中，比如三維建模后的數(shù)字樣機(jī)，數(shù)據(jù)生成等要由Teamcenter中的Engineering模塊進(jìn)行處理。在數(shù)字樣機(jī)建立之后，奇瑞專門(mén)負(fù)責(zé)CAE的部門(mén)可以直接對(duì)數(shù)字模型進(jìn)行仿真分析，從數(shù)字化建模到虛擬的整車裝配，無(wú)論裝配多復(fù)雜，潛在的問(wèn)題在屏幕中都會(huì)一目了然。要知道，虛擬的數(shù)字樣機(jī)的形成并不簡(jiǎn)單。要消化吸收這些應(yīng)用平臺(tái)各自為戰(zhàn)的“拿來(lái)”技術(shù)、并在其上實(shí)現(xiàn)完善、提升，數(shù)據(jù)兼容性成為了奇瑞在技術(shù)上必須跨越的硬指標(biāo)。

一直參與奇瑞PLM實(shí)施的UGS公司奇瑞項(xiàng)目的咨詢專家?jiàn)湫没貞浾f(shuō)，“在奇瑞迅速崛起之后，開(kāi)始與許多國(guó)外公司合作開(kāi)發(fā)，多種格式的產(chǎn)品設(shè)計(jì)文件一下子匯集到奇瑞來(lái)了。所以沒(méi)有PDM數(shù)據(jù)管理，不同格式的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)無(wú)法在同一環(huán)境中‘裝配’，數(shù)字樣機(jī)即是空談。”而如今，數(shù)字樣機(jī)幾經(jīng)修改、調(diào)試之后再生產(chǎn)物理樣機(jī)，原先費(fèi)時(shí)費(fèi)力、反復(fù)重做的物理樣機(jī)在奇瑞已成了“昨日黃花”。

在PLM和虛擬制造的支持下，2010年，繼奇瑞汽車QQ系列車型在伊朗汽車市場(chǎng)成功試水后，旗下SUV車型瑞虎也挺進(jìn)伊朗市場(chǎng)。這一年，奇瑞汽車海外工廠的數(shù)量達(dá)到了16個(gè)，其中12個(gè)已經(jīng)投產(chǎn)。相比之下，另一家中國(guó)汽車制造企業(yè)長(zhǎng)城汽車業(yè)在海外市場(chǎng)也取得了不錯(cuò)的成績(jī)，取得了超過(guò)5萬(wàn)輛的出口成績(jī)。而在長(zhǎng)城汽車開(kāi)拓海外市場(chǎng)的過(guò)程中，達(dá)索系統(tǒng)產(chǎn)品全生命周期管理(PLM)的解決方案，使其旗下四款車型均通過(guò)了歐盟WVTA的認(rèn)證，成為中國(guó)首個(gè)獲得歐盟認(rèn)證的中國(guó)汽車品牌。

跨出國(guó)門(mén)的“虛擬研發(fā)”之跳

雖然目前汽車行業(yè)面臨諸多挑戰(zhàn)，但作為國(guó)內(nèi)最大的商業(yè)皮卡和SUV制造企業(yè)，長(zhǎng)城汽車仍然力求提升產(chǎn)品品質(zhì)來(lái)增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，并力爭(zhēng)進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)。對(duì)此，長(zhǎng)城汽車技術(shù)研究院副院長(zhǎng)、公司標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)副主任李書(shū)利表示：“長(zhǎng)城汽車致力于成為全球性企業(yè)的目標(biāo)從未改變，為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，我們希望所采用的標(biāo)準(zhǔn)能夠大大超越業(yè)界的平均水平。因此，目前的當(dāng)務(wù)之急是不僅要符合最新的國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也要符合最高的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。”

歐洲市場(chǎng)的門(mén)檻顯然，開(kāi)拓歐洲市場(chǎng)并不是一件簡(jiǎn)單的事情，首先產(chǎn)品必須經(jīng)過(guò)目標(biāo)市場(chǎng)的認(rèn)證——只有通過(guò)歐盟整車型的認(rèn)證(WVTA)，長(zhǎng)城汽車才能順利進(jìn)軍歐洲市場(chǎng)。而歐盟的相關(guān)認(rèn)證包括48個(gè)測(cè)試項(xiàng)目，在排放水平、安全性和環(huán)境影響方面對(duì)車輛設(shè)定了較高的標(biāo)準(zhǔn)。這意味著，長(zhǎng)城汽車要實(shí)現(xiàn)其全球化市場(chǎng)戰(zhàn)略和多元化發(fā)展格局，必須建立一個(gè)企業(yè)級(jí)的環(huán)保合規(guī)平臺(tái)，從而確保遵從環(huán)保設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，全面提升產(chǎn)品質(zhì)量。

在歐盟的各類測(cè)試項(xiàng)目中，“重用、回用和回收(RRR)”認(rèn)證極其嚴(yán)格地管理、監(jiān)測(cè)汽車對(duì)環(huán)境造成的影響。其不僅禁止使用含重金屬的物料，強(qiáng)制要求采用可回收性設(shè)計(jì)，而且還要求針對(duì)供應(yīng)鏈中所有物料設(shè)立數(shù)據(jù)收集和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。為了保證順利通過(guò)RRR認(rèn)證，長(zhǎng)城汽車最終選用了ENOVIAV6平臺(tái)物料合規(guī)管理模塊(MCC)解決方案，并率先在中國(guó)成立了“報(bào)廢汽車指令(ELV)”項(xiàng)目小組。2009年9月，長(zhǎng)城旗下的“炫麗”、“酷熊”、“哈弗5”和“風(fēng)駿4”四款車型均通過(guò)了認(rèn)證。目前，這四款通過(guò)WVTA認(rèn)證的車型銷量占到了長(zhǎng)城汽車海外銷售總量的三成以上。

虛擬導(dǎo)入只是個(gè)開(kāi)始

隨著業(yè)務(wù)的持續(xù)拓展，長(zhǎng)城汽車又選用了CATIA來(lái)進(jìn)行虛擬設(shè)計(jì)和測(cè)試、數(shù)字化樣機(jī)開(kāi)發(fā)以及數(shù)字化組裝等，用于按時(shí)、按預(yù)算來(lái)交付產(chǎn)品，大大縮短了研發(fā)周期。為了進(jìn)一步比較“虛擬仿真”與傳統(tǒng)模式在研發(fā)制造中的差距，李書(shū)利用“虛擬仿真系統(tǒng)”在“白車身”（汽車所有部件焊接完畢后還未噴漆的車身）制造中的應(yīng)用，來(lái)說(shuō)明兩者在效率上的差距。

“白車身”制造的基本過(guò)程，就是采用機(jī)器人或手動(dòng)加機(jī)械手輔助的手段，傳輸、抓取、夾持離散的飯金和沖壓件，并將其焊接成復(fù)雜的“白車身”結(jié)構(gòu)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一個(gè)轎車的“白車身”在焊裝過(guò)程中，要經(jīng)歷多個(gè)點(diǎn)焊步驟，用到多個(gè)大型夾具，多個(gè)定位器，許多工藝信息都和零部件的三維幾何特性密切相關(guān)，這給車身焊裝工藝參數(shù)選擇、工藝流程規(guī)劃、車身焊裝的質(zhì)量控制甚至車身設(shè)計(jì)，都帶來(lái)很多挑戰(zhàn)。

如何管理好數(shù)以千計(jì)的焊點(diǎn)，保證無(wú)漏焊、重焊？長(zhǎng)城汽車方面表示，首先，在虛擬系統(tǒng)中，建立“白車身”制造各步驟所需的模型，各模型參數(shù)可由實(shí)際供應(yīng)商直接提供；然后，各工位設(shè)計(jì)人員通過(guò)共享的虛擬開(kāi)發(fā)環(huán)境，輸入各工位參數(shù)，在系統(tǒng)中仿真運(yùn)行。假如“白車身”結(jié)果出現(xiàn)偏差，各工位要根據(jù)偏差調(diào)整參數(shù)，系統(tǒng)重新仿真計(jì)算，直至穩(wěn)定輸出為止；最后，每次調(diào)整的數(shù)據(jù)都記錄至數(shù)據(jù)庫(kù)中，數(shù)據(jù)庫(kù)最終給出了最佳的“白車身”模型。這樣一來(lái)，只要把最佳模型中的參數(shù)應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中，所有的工藝難題都能迎刃而解。

此外，長(zhǎng)城汽車信息部副部長(zhǎng)張勇表示：“我們還將虛擬駕駛員設(shè)定到汽車的數(shù)字樣機(jī)中，然后就可以優(yōu)化模擬設(shè)計(jì)，確保駕駛員舒適駕乘，盡可能地享受汽車的安全性和駕駛樂(lè)趣。”記者了解到長(zhǎng)城汽車計(jì)劃接下來(lái)將進(jìn)一步部署數(shù)字化生產(chǎn)解決方案，讓數(shù)據(jù)管理貫穿從構(gòu)思直至報(bào)廢的整個(gè)車輛生命周期。

PLM系統(tǒng)項(xiàng)目實(shí)施解決了公司整車研發(fā)過(guò)程中存在的問(wèn)題，既節(jié)省設(shè)計(jì)人員大量時(shí)間，提高工作效率，減少了重復(fù)勞動(dòng)，降低了因數(shù)據(jù)重復(fù)輸入所產(chǎn)生的錯(cuò)誤，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)過(guò)程的記錄，方便設(shè)計(jì)人員逆向查詢。正是由于PLM供應(yīng)商能夠準(zhǔn)確了解用戶業(yè)務(wù)需求并逐一轉(zhuǎn)化在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，從而使PLM系統(tǒng)在當(dāng)前汽車制造業(yè)實(shí)施應(yīng)用中順利開(kāi)展。

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