0 前言

    產(chǎn)品研發(fā)能力是企業(yè)的核心競爭力，目前大部分汽車整車廠已經(jīng)完成了信息化的普及，在企業(yè)內(nèi)部均已通過實(shí)施PLM系統(tǒng)（產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)），實(shí)現(xiàn)了對組織內(nèi)的產(chǎn)品研發(fā)過程和產(chǎn)品研發(fā)數(shù)據(jù)的管理，有效的縮短了產(chǎn)品上市時間，降低了產(chǎn)品的成本，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。

    為了提高自主研發(fā)的能力和水平，國內(nèi)部分整車廠已在海外成立研發(fā)中心，實(shí)現(xiàn)“整合全球資源造世界車”的企業(yè)夢想。例如：利用歐洲意大利領(lǐng)先的造型技術(shù)成立歐洲研發(fā)中心、利用日本領(lǐng)先的內(nèi)飾技術(shù)成立日本研發(fā)中心等。同時，客戶多樣化的個性需求也導(dǎo)致新產(chǎn)品開發(fā)的模式發(fā)生了深刻的變化，新產(chǎn)品開發(fā)的目標(biāo)由傳統(tǒng)的面向產(chǎn)品功能轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫦蝾櫩托枨�，新產(chǎn)品開發(fā)的動力也由技術(shù)部門內(nèi)部驅(qū)動轉(zhuǎn)變?yōu)槭袌鲂枨篁?qū)動，產(chǎn)品開發(fā)的過程也由部門內(nèi)部被動的設(shè)計任務(wù)轉(zhuǎn)變?yōu)楣��?yīng)商主動的技術(shù)創(chuàng)新。全球范圍內(nèi)的汽車產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)、生產(chǎn)、分銷和售后服務(wù)活動更為緊密，成為一個供應(yīng)鏈，供應(yīng)商參與產(chǎn)品設(shè)計已經(jīng)成為必然趨勢。

    目前由于缺乏支持全球化研發(fā)協(xié)同信息平臺，尚不能高效地進(jìn)行包括研發(fā)項目管理、過程管理、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、變更管理、資源管理等在內(nèi)的全球研發(fā)協(xié)同。因此，研究基于信息化的全球研發(fā)協(xié)同機(jī)制和管理模式，以提升集團(tuán)企業(yè)面向國際市場的競爭力，已成為現(xiàn)代汽車制造業(yè)的必然趨勢。本文提出了一個基于PLM的汽車產(chǎn)品全球協(xié)同研發(fā)平臺的方案，構(gòu)建了異地多設(shè)計中心、零部件供應(yīng)商聯(lián)合設(shè)計協(xié)同平臺體系架構(gòu)，從而達(dá)到提升自主研發(fā)能力，提高協(xié)同研發(fā)效率的目的。

1 協(xié)同管理技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

    國外應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同平臺早已經(jīng)成功的實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的協(xié)同設(shè)計和制造。例如大眾，為了充分利用全球開發(fā)資源、制造資源，已構(gòu)建了多國家、多組織的異地協(xié)同設(shè)計制造模式。在“全新帕薩特”車型的開發(fā)中，上海大眾設(shè)計中心就負(fù)責(zé)了車身和內(nèi)飾件的開發(fā)。

    網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同設(shè)計技術(shù)方面的研究和應(yīng)用在中國處于起步階段，主要集中在企業(yè)內(nèi)部CAX（包括CAD、CAM、CAE、CAPP等）基礎(chǔ)上開展研究。整車產(chǎn)品開發(fā)過程不僅僅只包含企業(yè)內(nèi)部的開發(fā)過程，還包含整車廠與異地跨組織設(shè)計中心之間的協(xié)同、與各類供應(yīng)商之間的協(xié)同開發(fā)。國內(nèi)自主品牌整車廠對于異地設(shè)計中心和供應(yīng)商參與協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)還處于摸索階段。對于異地設(shè)計中心和供應(yīng)商參與的整車協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)的具體流程缺少深入的研究和分析，對于如何管理整車廠在異地整車造型設(shè)計、異地整車內(nèi)飾設(shè)計等異地設(shè)計中心參與的協(xié)同設(shè)計過程缺少研究，同時對協(xié)同委外零部件開發(fā)、委外工裝夾具設(shè)計、委外工藝設(shè)計等供應(yīng)商參與的委外設(shè)計過程也缺少研究，例如如何對協(xié)同過程進(jìn)行建模、對協(xié)同過程進(jìn)行很好的管控；同時對這些協(xié)同過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的管理也很混亂，還存在大量的紙質(zhì)圖紙沒有納入到信息系統(tǒng)中。

    1.1 異地跨組織協(xié)同現(xiàn)狀

    在異地跨組織整車造型設(shè)計過程中，大部分整車廠需要將本地的歷史車型產(chǎn)品數(shù)模發(fā)給造型設(shè)計中心做參考設(shè)計，而這些設(shè)計數(shù)據(jù)主要存放在整車廠數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（PDM/PLM）中，造型設(shè)計過程中需要的產(chǎn)品設(shè)計數(shù)據(jù)還需要在PDM/PLM系統(tǒng)中申請下載后，以FTP站點(diǎn)共享的方式發(fā)給造型設(shè)計中心。當(dāng)異地整車造型設(shè)計中心完成設(shè)計工作后，需要在異地設(shè)計中心的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（PDM/PLM）中申請下載造型數(shù)據(jù)，再以FTP站點(diǎn)共享的方式發(fā)給整車廠。同時對這些數(shù)據(jù)的外發(fā)管理也沒有納入到信息系統(tǒng)中。

    1.2 零部件供應(yīng)商協(xié)同現(xiàn)狀

    在零部件采購過程中，大部分整車廠都通過供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)（SCM）來對采購價格、采購合同、采購比例進(jìn)行管理，但是對采購過程中需要外發(fā)給供應(yīng)商的零部件設(shè)計數(shù)據(jù)（設(shè)計圖紙、三維數(shù)模等）沒有通過SCM進(jìn)行管理，而這些設(shè)計數(shù)據(jù)主要存放在整車廠數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（PDM/PLM）中，零部件采購過程中需要的零部件設(shè)計數(shù)據(jù)還需要在PDM/PLM系統(tǒng)中申請出圖打印后，以紙質(zhì)圖紙，并且人工傳遞（例如通知供應(yīng)商來整車廠取圖紙、快遞）的方式外發(fā)給供應(yīng)商，同時對這些數(shù)據(jù)的外發(fā)管理也沒有納入到信息系統(tǒng)中。

    國內(nèi)針對整車廠與異地跨組織設(shè)計中心、與供應(yīng)商在協(xié)同設(shè)計和數(shù)據(jù)外發(fā)方面進(jìn)行統(tǒng)一管理的軟件系統(tǒng)平臺也較少。本文正是基于企業(yè)在這方面管理存在的問題，根據(jù)企業(yè)實(shí)際應(yīng)用需求，開發(fā)了一種協(xié)同管理平臺，來支撐整車廠在數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)外發(fā)和委外設(shè)計中的協(xié)同開發(fā)任務(wù)方面的業(yè)務(wù)要求。

2 協(xié)同業(yè)務(wù)過程分析

    通過整車企業(yè)的實(shí)地調(diào)研，從整車廠與外部研發(fā)合作伙伴和供應(yīng)商的協(xié)作看，有與專業(yè)設(shè)計公司間的協(xié)同，有與供應(yīng)商間的協(xié)同，地域包括國內(nèi)和國外。

    從協(xié)同關(guān)系上看，不論是哪一種協(xié)同可以歸納為，有委托和被委托關(guān)系的委托協(xié)作；有明確的上下游協(xié)作關(guān)系的上下游協(xié)作、復(fù)雜的平行交叉協(xié)作。各種協(xié)作的特點(diǎn)和異同點(diǎn)分析如下：

    1)委托關(guān)系協(xié)作：有明確的委托和被委托關(guān)系，委托方對被委托方有明確的輸入、輸出和交付要求以及十分明確的變更通報的內(nèi)容和協(xié)作要求。協(xié)作關(guān)系通過合同、技術(shù)協(xié)議來確立和約束。

    2)上下游協(xié)作：不一定有委托和被委托關(guān)系，但有明確的數(shù)據(jù)輸入、輸出、時點(diǎn)、范圍以及變更管理要求，各方通過本部發(fā)布的項目計劃或合作協(xié)議建立協(xié)作關(guān)系。在網(wǎng)絡(luò)計劃中可以顯著地體現(xiàn)出前置任務(wù)和后續(xù)任務(wù)關(guān)系，上游按計劃（或根據(jù)下游請求）向下游發(fā)布數(shù)據(jù)，下游通過接收和使用上游發(fā)布的數(shù)據(jù)開展協(xié)作。在協(xié)作過程中存在數(shù)據(jù)請求、數(shù)據(jù)發(fā)布、變更管理和交付物發(fā)布等活動。

    3)平行交叉協(xié)作：沒有嚴(yán)格的上下游協(xié)作關(guān)系，也沒有十分明確的數(shù)據(jù)發(fā)布、時點(diǎn)、范圍以及準(zhǔn)確的接收要求，本部發(fā)布的項目計劃也難以明確約束這種前后關(guān)系。協(xié)作各方相互共享、借鑒和參照各方的設(shè)計，動態(tài)和透明地開放數(shù)據(jù)，屬于復(fù)雜的交叉協(xié)作，是組織內(nèi)采用的主要協(xié)作方式。

    在協(xié)作管理方面，多種多樣的協(xié)作對協(xié)作管理的對象和精度要求不同，存在多種不同的協(xié)作方式和管理要求，有些協(xié)作除輸入、輸出外特別關(guān)注交付結(jié)果。有些協(xié)作則要求對協(xié)作過程的管控，有些則特別關(guān)注協(xié)作過程中數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)狀態(tài)的動態(tài)更改變化。

    綜合協(xié)作關(guān)系和協(xié)作管理的異同，歸納出主要的協(xié)作方式包括：任務(wù)管理、定點(diǎn)非動態(tài)數(shù)據(jù)共享、開放式動態(tài)數(shù)據(jù)共享。任務(wù)管理是針對具有明確的委托協(xié)作關(guān)系，以完整的任務(wù)發(fā)布給被委托方，并動態(tài)掌握被委托方的任務(wù)執(zhí)行過程狀態(tài)以實(shí)現(xiàn)協(xié)作的管理。定點(diǎn)非動態(tài)數(shù)據(jù)共享是針對上下游協(xié)作和委托關(guān)系協(xié)作中以交付結(jié)果管理為主的協(xié)作管理。開放式動態(tài)數(shù)據(jù)共享是專門針對交叉平行協(xié)作方式下以數(shù)據(jù)的開放、動態(tài)、透明和共享為主的協(xié)作。

    為此，全球研發(fā)協(xié)同系統(tǒng)應(yīng)支持三種協(xié)作關(guān)系和三種協(xié)作方式及其組合，以支持不同協(xié)作管理要求。歸納起來全球研發(fā)協(xié)同系統(tǒng)應(yīng)滿足以下需求：

    1)協(xié)作任務(wù)管理

    用于具有委托關(guān)系的協(xié)作，以及需要對協(xié)作過程進(jìn)行管控的內(nèi)外部研發(fā)協(xié)作管理。包括不同PLM間的、公司與外部合作伙伴和供應(yīng)商的協(xié)作管理。

    2)定點(diǎn)非動態(tài)數(shù)據(jù)共享協(xié)作

    適用于以協(xié)作交付結(jié)果管理為主的數(shù)據(jù)定點(diǎn)發(fā)布方式的內(nèi)外部協(xié)作。包PLM系統(tǒng)內(nèi)、PLM系統(tǒng)間以及外部研發(fā)合作伙伴此類協(xié)作。支持?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)布、接收和追溯。

    3)開放式動態(tài)數(shù)據(jù)共享的協(xié)作

    用于具有平行交叉協(xié)作關(guān)系下的數(shù)據(jù)共享協(xié)作。包括同一PLM系統(tǒng)內(nèi)、PLM系統(tǒng)間的緊密的協(xié)作。這些共享數(shù)據(jù)動態(tài)反映其演化過程、動態(tài)反映數(shù)據(jù)的每一次信息更新和狀態(tài)變化，并與原所在PLM系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)保持同步。這個同步周期是可預(yù)定義的，例如每24小時同步一次。

3 基于PLM的協(xié)同管理平臺的實(shí)現(xiàn)

    3.1 系統(tǒng)功能框架

    全球研發(fā)協(xié)同系統(tǒng)由分布式PLM系統(tǒng)（以下簡稱GPLM）和全球研發(fā)協(xié)作平臺（以下簡稱協(xié)作平臺）兩部分構(gòu)成，以支撐全球研發(fā)協(xié)作管理為主，支持全球數(shù)據(jù)發(fā)布控制，構(gòu)建成為以主機(jī)廠為中心、與產(chǎn)品、零部件、工藝、工廠、工裝等全球合作伙伴的研發(fā)協(xié)作、數(shù)據(jù)發(fā)布和數(shù)據(jù)共享的多語言信息系統(tǒng)平臺。功能框圖如圖1所示：

圖1 功能框圖

    3.2 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

    系統(tǒng)部署上采用GPLM和中間平臺分開部署的方式，如圖2所示，整車廠用戶使用的是GPLM系統(tǒng)，供應(yīng)商使用的是協(xié)同管理平臺的Web端，這樣直接從系統(tǒng)架構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)部署上隔離了供應(yīng)商用戶對整車廠GPLM系統(tǒng)的直接訪問，供應(yīng)商用戶通過協(xié)同管理平臺接收、訪問已發(fā)布的產(chǎn)品數(shù)據(jù)，向整車廠提交協(xié)同任務(wù)中的交付項數(shù)據(jù)。從而有效的保證了整車廠GPLM系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全性。整車廠用戶可以通過GPLM來間接訪問中間平臺。

圖2 系統(tǒng)部署圖

    該架構(gòu)是以整車廠為核心，搭建一套協(xié)同管理平臺網(wǎng)絡(luò)，在整車廠單獨(dú)部署一套新的中間平臺服務(wù)器用于處理與協(xié)同相關(guān)的數(shù)據(jù)，整車廠與其他研發(fā)機(jī)構(gòu)、供應(yīng)商之間通過中間平臺服務(wù)器來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的研發(fā)協(xié)同。

    3.3 相關(guān)功能介紹

    3.3.1 數(shù)據(jù)共享

    在分布式PLM系統(tǒng)中，存在來自其他分布式PLM系統(tǒng)的共享數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)動態(tài)反映其演化過程、動態(tài)反映數(shù)據(jù)的每一次信息更新和狀態(tài)變化，并與原所在PLM系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)保持同步，系統(tǒng)建立同步機(jī)制實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)同步。主要功能包括：

    1）數(shù)據(jù)共享：通過主動設(shè)置數(shù)據(jù)共享，協(xié)同各方均通過數(shù)據(jù)協(xié)同區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)的共享和接收。

    2）數(shù)據(jù)同步：分為數(shù)據(jù)庫同步和數(shù)據(jù)倉同步，后臺服務(wù)定期同步數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)和電子文件。

圖3 數(shù)據(jù)共享圖

    3.3.2 數(shù)據(jù)外發(fā)

    全球研發(fā)協(xié)作平臺提供的數(shù)據(jù)發(fā)布指主機(jī)廠向合作伙伴（零件供應(yīng)商、研發(fā)合作單位）的數(shù)據(jù)發(fā)布主要功能包括創(chuàng)建發(fā)布單、發(fā)布單審核發(fā)布、數(shù)據(jù)接收和數(shù)據(jù)接收方的數(shù)據(jù)組織。其主要業(yè)務(wù)流程圖如下：

圖4 數(shù)據(jù)外發(fā)流程圖

    整車廠用戶創(chuàng)建外發(fā)單，如下圖5所示：

圖5 創(chuàng)建數(shù)據(jù)外發(fā)單圖

    零部件供應(yīng)商用戶接收外發(fā)數(shù)據(jù)，如下圖6所示：

圖6 接收外發(fā)單圖

圖7 下載外發(fā)單附件圖

    3.3.3 協(xié)作任務(wù)

    主機(jī)廠和合作伙伴在產(chǎn)品開發(fā)、零部件開發(fā)、工藝工裝制造、工藝設(shè)計等方面的協(xié)作通過任務(wù)形式進(jìn)行協(xié)作，通過任務(wù)的創(chuàng)建、發(fā)布、接收、執(zhí)行過程控制實(shí)現(xiàn)協(xié)作過程實(shí)時信息的掌握，支撐協(xié)作目標(biāo)的達(dá)成。主要功能包括：任務(wù)創(chuàng)建、任務(wù)審核發(fā)布、任務(wù)接收、任務(wù)執(zhí)行與監(jiān)控、問題管理。整車廠用戶創(chuàng)建協(xié)作任務(wù)，如下圖8所示：

圖8 創(chuàng)建協(xié)作任務(wù)圖

    零部件供應(yīng)商用戶接收協(xié)作任務(wù)，如下圖9所示：

圖9 接收協(xié)作任務(wù)圖

圖10 提交任務(wù)交付物圖

4 結(jié)論

    本論文完成的工作可以總結(jié)為以下幾個方面：

    （1）根據(jù)整車廠與異地跨組織設(shè)計中心、與供應(yīng)商在數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)外發(fā)、任務(wù)協(xié)同過程中的實(shí)際需求，建立了一種協(xié)同管理平臺的體系架構(gòu)，該協(xié)同管理平臺用于支撐設(shè)數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)外發(fā)、任務(wù)協(xié)同的業(yè)務(wù)過程。同時本文對協(xié)同管理平臺的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析，建立了異地跨組織設(shè)計中心管理和供應(yīng)商管理的數(shù)據(jù)模型、多層次的系統(tǒng)安全管理框架。

    （2）對數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)外發(fā)、任務(wù)協(xié)同的業(yè)務(wù)過程進(jìn)行建模分析，并提出了基于站點(diǎn)和版本策略的文件夾數(shù)據(jù)共享、基于文件受控策略和文件外發(fā)策略的數(shù)據(jù)外發(fā)控制機(jī)制，以及基于任務(wù)、交付項從粗到細(xì)的狀態(tài)控制策略來對任務(wù)協(xié)同過程進(jìn)行控制。

    （3）建立了數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)外發(fā)、任務(wù)協(xié)同過程中的協(xié)同數(shù)據(jù)模型，提出了基于中間存儲的協(xié)同數(shù)據(jù)交換方式。并提出了在多層次的系統(tǒng)安全管理框架下、通過加密技術(shù)、格式轉(zhuǎn)化技術(shù)、電子簽名和水印技術(shù)、SSL技術(shù)等多種安全技術(shù)集成的方式來加強(qiáng)數(shù)據(jù)的訪問安全和傳輸安全。

    （4）根據(jù)企業(yè)現(xiàn)有的業(yè)務(wù)需求，基于PLM系統(tǒng)開發(fā)了一套協(xié)同管理平臺，該平臺能夠很好的驗證全文的思想，并且已經(jīng)在企業(yè)成功實(shí)施。

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。

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本文標(biāo)題：基于PLM/ERP建立的汽車產(chǎn)品全球研發(fā)協(xié)同平臺

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