隨著經(jīng)濟不斷發(fā)展，汽車企業(yè)面臨激烈的市場競爭。為提高效率，縮短開發(fā)周期，降低開發(fā)成本，實現(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)，通過控制涉及這些信息的所有過程，保證用戶在需要的時候都能夠訪問到正確的信息，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)品開發(fā)周期、降低成本、及提高質(zhì)量的目的。

在當(dāng)前市場環(huán)境中，汽車企業(yè)競爭非常激烈，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)，制造出滿足市場需求的產(chǎn)品，從而迅速占領(lǐng)市場，提高經(jīng)濟效益。多年來CAD軟件應(yīng)用的普及，方便設(shè)計人員的同時，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，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)管理問題。

實施PLM系統(tǒng)給汽車廠帶來的優(yōu)勢有：在原有的產(chǎn)品設(shè)計過程基礎(chǔ)上。建立電子化的產(chǎn)品設(shè)計過程。提高產(chǎn)品研發(fā)工作效率。通過電子化的設(shè)計過程定義，使得設(shè)計過程的標(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)表和匯總表自動輸出。實現(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：實驗室里的“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)驗數(shù)據(jù)，才可以實現(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)，運用前沿IT技術(shù)，模擬開發(fā)過程中的設(shè)計、消除、測試和改進(jìn)環(huán)節(jié)。

碰撞試驗2000次VS40次

事實上，虛擬制造是一個異常復(fù)雜的流程。首先，研發(fā)工程師輸入汽車各個總成圖紙設(shè)計參數(shù)，構(gòu)建“三維模型”和“整車數(shù)據(jù)集成”。接下來，各個總成圖紙三維數(shù)據(jù)進(jìn)入超級計算機，計算機即時演算虛擬環(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)團隊可以用三維立體方式，模擬任何內(nèi)容，包括車身部件、強度、動力系統(tǒng)性能、碰撞性能等。如奇瑞車頭的一個碰撞試驗需要100萬個數(shù)據(jù)來支持，電腦可以在150毫秒內(nèi)計算出結(jié)果。這一時間比真車碰撞的時間節(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管理的一個經(jīng)典車型。

數(shù)據(jù)管理支撐虛擬制造

瑞虎是基于B級轎車東方之子平臺上的一款全新產(chǎn)品。在瑞虎的具體設(shè)計中，比如三維建模后的數(shù)字樣機，數(shù)據(jù)生成等要由Teamcenter中的Engineering模塊進(jìn)行處理。在數(shù)字樣機建立之后，奇瑞專門負(fù)責(zé)CAE的部門可以直接對數(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，無論裝配多復(fù)雜，潛在的問題在屏幕中都會一目了然。要知道，虛擬的數(shù)字樣機的形成并不簡單。要消化吸收這些應(yīng)用平臺各自為戰(zhàn)的“拿來”技術(shù)、并在其上實現(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實施的UGS公司奇瑞項目的咨詢專家婁忻回憶說，“在奇瑞迅速崛起之后，開始與許多國外公司合作開發(fā)，多種格式的產(chǎn)品設(shè)計文件一下子匯集到奇瑞來了。所以沒有PDM數(shù)據(jù)管理，不同格式的設(shè)計數(shù)據(jù)無法在同一環(huán)境中‘裝配’，數(shù)字樣機即是空談。”而如今，數(shù)字樣機幾經(jīng)修改、調(diào)試之后再生產(chǎn)物理樣機，原先費時費力、反復(fù)重做的物理樣機在奇瑞已成了“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成功試水后，旗下SUV車型瑞虎也挺進(jìn)伊朗市場。這一年，奇瑞汽車海外工廠的數(shù)量達(dá)到了16個，其中12個已經(jīng)投產(chǎn)。相比之下，另一家中國汽車制造企業(yè)長城汽車業(yè)在海外市場也取得了不錯的成績，取得了超過5萬輛的出口成績。而在長城汽車開拓海外市場的過程中，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了歐盟WVTA的認(rèn)證，成為中國首個獲得歐盟認(rèn)證的中國汽車品牌。

跨出國門的“虛擬研發(fā)”之跳

雖然目前汽車行業(yè)面臨諸多挑戰(zhàn)，但作為國內(nèi)最大的商業(yè)皮卡和SUV制造企業(yè)，長城汽車仍然力求提升產(chǎn)品品質(zhì)來增強競爭優(yōu)勢，并力爭進(jìn)入國際市場。對此，長城汽車技術(shù)研究院副院長、公司標(biāo)準(zhǔn)化委員會副主任李書利表示：“長城汽車致力于成為全球性企業(yè)的目標(biāo)從未改變，為實現(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內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，同時也要符合最高的國際標(biāo)準(zhǔn)。”

歐洲市場的門檻顯然，開拓歐洲市場并不是一件簡單的事情，首先產(chǎn)品必須經(jīng)過目標(biāo)市場的認(rèn)證——只有通過歐盟整車型的認(rèn)證(WVTA)，長城汽車才能順利進(jìn)軍歐洲市場。而歐盟的相關(guān)認(rèn)證包括48個測試項目，在排放水平、安全性和環(huán)境影響方面對車輛設(shè)定了較高的標(biāo)準(zhǔn)。這意味著，長城汽車要實現(xiàn)其全球化市場戰(zhàn)略和多元化發(fā)展格局，必須建立一個企業(yè)級的環(huán)保合規(guī)平臺，從而確保遵從環(huán)保設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，全面提升產(chǎn)品質(zhì)量。

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

虛擬導(dǎo)入只是個開始

隨著業(yè)務(wù)的持續(xù)拓展，長城汽車又選用了CATIA來進(jìn)行虛擬設(shè)計和測試、數(shù)字化樣機開發(fā)以及數(shù)字化組裝等，用于按時、按預(yù)算來交付產(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，來說明兩者在效率上的差距。

“白車身”制造的基本過程，就是采用機器人或手動加機械手輔助的手段，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，一個轎車的“白車身”在焊裝過程中，要經(jīng)歷多個點焊步驟，用到多個大型夾具，多個定位器，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，都帶來很多挑戰(zhàn)。

如何管理好數(shù)以千計的焊點，保證無漏焊、重焊？長城汽車方面表示，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)可由實際供應(yīng)商直接提供；然后，各工位設(shè)計人員通過共享的虛擬開發(fā)環(huán)境，輸入各工位參數(shù)，在系統(tǒng)中仿真運行。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)庫中，數(shù)據(jù)庫最終給出了最佳的“白車身”模型。這樣一來，只要把最佳模型中的參數(shù)應(yīng)用到實際生產(chǎn)中，所有的工藝難題都能迎刃而解。

此外，長城汽車信息部副部長張勇表示：“我們還將虛擬駕駛員設(shè)定到汽車的數(shù)字樣機中，然后就可以優(yōu)化模擬設(shè)計，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趣。”記者了解到長城汽車計劃接下來將進(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)思直至報廢的整個車輛生命周期。

PLM系統(tǒng)項目實施解決了公司整車研發(fā)過程中存在的問題，既節(jié)省設(shè)計人員大量時間，提高工作效率，減少了重復(fù)勞動，降低了因數(shù)據(jù)重復(fù)輸入所產(chǎn)生的錯誤，同時還可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)設(shè)計過程的記錄，方便設(shè)計人員逆向查詢。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)中實現(xiàn)，從而使PLM系統(tǒng)在當(dāng)前汽車制造業(yè)實施應(yīng)用中順利開展。

更多資訊請關(guān)注汽車制造頻道