汽车行业PLM系统的应用

汽车行业汽车行业 PLM 系统的应用系统的应用 2016 05 12 PLM 之神之神收藏 稍后阅读 汽车工业是一个技术高度密集的成熟产业 是当今许多新技术的载体 而汽车 的新产品开发则是汽车技术的核心 当代汽车新产品的开发 从它的基本理念 组织形式 实施步骤和开发手段上都贯穿着信息技术和微电子技术的成果 已经达到了全新化的程度 中国作为汽车工业的后起发展国 不仅要引进发达 国家汽车工业大批量生产的先进技术 设备和工艺 尽快掌握汽车设计开发和 制造技术 更重要的是要不断地学习和应用现代的管理思想和科学 高效的管 理方法 从而来推动我国汽车产业的发展 一 产品生命周期管理 一 产品生命周期管理 PLM 的概念 的概念 产品生命周期管理 PLM Product lifecycle Management 来源于全球制造 业信息化的长期实践和发展 自 20 世纪末提出以来 这一管理发展十分迅猛 成为全球制造业关注的焦点 近年来 国外已有超过 70 的大中型汽车制造 商使用了 PLM 系统 从而节约了开发成本 缩短了开发周期 提高了经营效率 而我国在 PLM 的研究应用上则刚刚处于起步阶段 产品生命周期管理 PLM 不仅是一种战略性的思想方法 而且也是一套应用 系统和具体的解决方案 即是一种在虚拟企业范围内管理整个产品开发过程中 如何进行协同工作的协调方法 概括地说 PLM 是一种 产品至上 的理念 属于企业信息化的范畴 但是 由于 PLM 属于一个发展很快 比较新的信息化领域 所以提供 PLM 系统方案 的各个公司尚没有特别统一的定义 国外研究人员普遍认为 实施 PLM 是以企 业的产品为中心 以提升创新能力和随需求而提高的应变能力为目标 以信息 技术 包括应用软件 为手段 通过对企业知识型资产的管理 建立一个从概 念 开发 生产到维护的整个产品生命周期动作的体系 具体来说 PLM 系统的实质就是通过构筑产品信息数据而建立一个统一的 产品研发系统平台 在这个平台上 参与设计的人员通过浏览器就可以共享所 有的设计文档与信息 甚至可以通过浏览器共同完成某种产品的开发设计工作 系统平台可以根据不同需求 实时提供个性化的技术信息咨询服务 PLM 可 以做到 不仅仅是企业的员工之间 包括企业的最终用户和合作伙伴 都可以 跨越时空的限制 参与到该企业产品研发设计的各个环节中来 使产品从设计 开始阶段就可以充分注意到和体现出用户的需求 同时 由于产品的设计信息 可直接进入企业的生产制造系统 从而大大缩短了新产品从创意到上市的时间 周期 PLM 系统包含了 CAD 计算机辅助设计 PDM 产品数据管理 和 CPC 协同产品商务 3 种不同层次的信息系统 CAD 主要用于企业部门内部 PD M 主要用于企业部门之间 CPC 则是不受时空限制 可应用于不同企业 含供 应商及客户 之间的产品开发信息系统 协同是 PLM 系统的核心 其包括两方面的含义 第一 产品全生命周期内各阶段之间的协同和管理 第二 产品开发各个阶段或环节上各相关企业 相关部门和相关人员之间的 协同工作 追溯起来 PLM 系统并不是个全新的 它来自于 PDM 是 PDM 的继续发 展和优化 两者之间有着深刻的渊源关系 可以说 PDM 是 PLM 系统中的一 个子集 其功能也是 PLM 系统中非常重要的基础内容 但是 PLM 系统更加 强调对产品生命周期内跨越供应链的所有信息进行管理和利用 这是两者本质 的区别 目前 PLM 系统主要的解决方案有 IBM 推出的基于 Catia V5 和 ENOVIA 的 PLM 解决方案 EDS 提供的基于机械设计系统 Unigraphics 和协同商务管 理系统 Teammcenter 的 PLM 解决方案 SAP 公司推出的 mySAP PLM 解决 方案 PTC 公司推出的基于 Web 架构以及整合了 Pro ENGINEER 和 Windchil l 的 PLM 解决方案等 二 实施二 实施 PLM 系统进行汽车新产品研发的重要性系统进行汽车新产品研发的重要性 近 20 年来 中国已从国外先后引进了不同级别的数十种车型 推动了一批 轿车企业的建立和发展 汽车零部件行业的技术水平也有了迅速的提升 中国 汽车产业用 10 余年时间走完了发达国家轿车工业几十年走过的路 经过 10 多 年的努力和摸索 我国的汽车制造技术得到显著的提高 且已形成了一定的产 量规模 目前 我国汽车产业的客观条件已经初步具备 实施新产品开发战略 理所当然地应该被提到议事日程上来 利用 PLM 系统进行汽车新产品的研发是十分必要的 其重要性在于 PLM 系统是围绕产品开发创新的信息集成 也就是说 它是从提高制造企业核心竞 争力的角度出发 把企业方方面面的信息进行汇总 然后提供给设计师的 所 以能够使产品开发取得事半功倍的效果 从国外实施 PLM 系统企业的成功案例 可以看出 PLM 系统不仅给这些企业带来了巨大的经济效益 而且在综合竞争 力方面也使企业占有了无可比拟的优势 同时 实施 PLM 系统 不但能够提高 我国汽车企业的开发设计 制造能力和竞争力 还能带动相关的 IT 行业的发展 从而体现出汽车工业作为国家经济支柱产业的作用 三 三 PLM 系统在汽车产品开发中的应用系统在汽车产品开发中的应用 以往的产品设计 是按时传统的专业职能划分 包括车身 底盘 发动机 电器等各个总成的设计 工艺 采购 装机和调试等 整个过程采用的是串行 模式 传统设计的产品研发人员属于独立的功能部门 各部门往往从自身的利 益出发 使信息流集成不畅 工作流出现很多障碍 致使下游不能及时 准确 地反馈改进信息 而上游又无法控制下游的更改 出现错误时容易造成相互扯 皮 责任不清 另外 每天大量的图纸 更改单 工艺文件和各种数据报表在 这些部门间传递 繁琐的审批流程以及纸介质的传递方式 也使设计工作在管 理 进度上和质量上都遇到很大的困难 数据的安全问题也很严重 为此 企 业迫切需要一个进行信息交流的平台来提供强大的工作流管理功能 PLM 系统 就是在这种情况下应运而生的 PLM 系统贯穿于汽车全生命周期的始终 设计概念 设计概念 基于市场信息 获得新产品或产品设计改进的概念的生命力的信 息 市场需要分析 市场需要分析 制造企业研究新产品的市场需求 以及满足需求的可行性 PLM 系统从所连接的其它系统提取信息 增加市场需求分析的准确度 设计 设计 设计工程师综合利用 PLM 系统提供的信息 售后服务信息 工艺数 据 客户需求和偏好等 进行产品设计 采购 采购 采购人员对产品制造所需的器件 材料 部件和设备进行初步分析 PLM 系统提供器件 材料的可获得性 报价 潜在供应商 替代器件等信息 生产 生产 根据研发工程师建立的设计规格和采购的器件和材料进行生产 通过 质控 质检或其他过程控制方法来检查生产是否与设计规格一致 分销 分销 产品运送到分销商 分销商储存商品等待客户定单或者将产品直接送 到最终用户 PLM 系统提供历史需求数据 从而降低库存水平 售后服务 售后服务 产品维护 服务和维修 使用 PLM 系统存储各种售后服务信息 为今后的产品改进提供信息 随着国际合作分工的深入 国际异地同步设计或者零部件企业和整车厂的同 步开发 同步设计变得越来越普遍 使用 PLM 系统将有效地保证异地同步设计 的完事性和一致性 并可以缩短产品的开发及上市时间 PLM 系统具有 创造 控制 协作 的功能 所谓 创造 就是能让汽车制 造商以及他们的供应商在开发汽车组件和系统时 利用该系统分析这些新开发 产品的外形 尺寸功能 以及建立制造这些零件必需的指令 所谓 控制 就 是提供安全 稳定的数据环境 在整个概念 外购 发展 更改 生产就绪状 态阶段控制数据 并将其支持为产品提供服务时所需的审计跟踪咨询 所谓 协 作 就是说 由于产品开发过程日益分散 所以消除不必要的出差成本和时间就 非常必要 该系统通过利用互联网的可伸缩性 可为分布在全球的工程师提供 实时协作工具 使他们不用离开总公司就可以高效地交流各自的设计或提出更 改意见 四 国内外汽车制造业应用四 国内外汽车制造业应用 PLM 系统概况系统概况 PLM 系统为全球汽车业提高竞争力和经济效益提供了有效途径 TICO TO YOTA INDUSTRIES CORPORATION 于 2000 年下半年开始 IBM 和达索公 司的 PLM 解决方案应用叉车的开发 使开发周期由原来的 18 周减少到 10 周 开发成本降低 53 通用公司使用了 EDS 的 PLM 解决方案后 每个车型可 以节约 5000 万美元的开发成本 福特公司采用 EDS 的 PLM 解决方案后 仅 开发蒙迪欧一款车 就节约了 2 亿美元的研发费用 缩短开发周期 13 个月 设计工程提高了 25 目前我国汽车制造企业 例如北京吉普 上海大众 东风集团等企业已经开 始意识到了 PLM 系统的重要性 并在企业中应用了 PLM 解决方案作为产品数 据管理的平台和工具 五 我国汽车企业应用五 我国汽车企业应用 PLM 系统存在的问题及建议系统存在的问题及建议 由于我国汽车产业运用 PLM 系统还处于刚刚起步阶段 所以存在和容易出 现一些问题 需要引起注意 其一 企业发展不平衡 信息基础太薄弱 我国在应用计算机辅助设计技术 上和国外汽车企业存在着很大的差距 目前基本牌以下状态 汽车造型是我国 汽车设计领域应用 CAS 技术最薄弱的环节 CAS 技术的利用刚刚处于起步阶 段 近年我国的 CAE 水平有了很大的提高 表态分析软硬件水平已经与国外水 平接近 对应力 应变 位移 刚度和强度的分析比较成熟 但对整车车身的 分析近期才开始 对整车的模拟碰撞只有部分分析 没有完整的整车模拟碰撞 分析 CAE 分析技术人员还很缺乏 PLM 系统虽然有些企业开始在做 但水 平不一 多数只是停留在文档级 其二 实施 PLM 系统往往要涉及到企业管理 横跨多个部门 多个环节 这无疑加大了实施难度 实施时应受到领导层的高度重视 成立专门的领导小 组 参与项目的全过程 其三 实施 PLM 系统 奖金投入很重要 但更重要的是要有合格的掌握相 关知识的应用人才 因此在引进和实施 PLM 项目的同时 应以提高员工整体素 质为目标 培养企业自己的信息化技术队伍和复合型人才 其四 企业上 PLM 项目时不能盲目求大 指望一蹴而就 一上来就追求完 整的解决方案 而是应从本企业的实际出发 根据自身的需求 采用逐渐分步 由局部到整体的方