協(xié)同研發(fā)平臺在工程信息化中的應(yīng)用

牛佳依，呂 品，白 平

（航天動力技術(shù)研究院，西安 710025）

1 協(xié)同研發(fā)平臺的建設(shè)目標

1.1 實現(xiàn)基于統(tǒng)一BOM 企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)數(shù)據(jù)的全集管理

在現(xiàn)有產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的基礎(chǔ)上，基于統(tǒng)一業(yè)務(wù)建模，以產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為核心，通過產(chǎn)品結(jié)構(gòu)多視圖管理機制，將傳統(tǒng)BOM 管理擴展至需求定義、設(shè)計、仿真、工藝等產(chǎn)品的研發(fā)環(huán)節(jié)，實現(xiàn)產(chǎn)品研發(fā)全生命周期各階段（設(shè)計、工藝、生產(chǎn)、裝配、試驗等）數(shù)據(jù)全集管理，并實現(xiàn)上下游單位間數(shù)據(jù)的共享、重用，從而將產(chǎn)品研制過程中所有與產(chǎn)品相關(guān)的信息統(tǒng)一管理，保證產(chǎn)品數(shù)據(jù)在其整個生命周期內(nèi)的一致性、時效性、完整性、共享性及安全性。

1.2 實現(xiàn)基于IPD 的全三維數(shù)字化設(shè)計

通過在設(shè)計端引入IPD 多專業(yè)集成研發(fā)的設(shè)計模式，建立基于成熟度管理的協(xié)同研制工作流程和管理方法，并結(jié)合數(shù)字化標準規(guī)范體系，實現(xiàn)產(chǎn)品基于三維數(shù)字樣機的設(shè)計、工藝并行協(xié)同研發(fā)，提高產(chǎn)品研發(fā)效率、縮短研發(fā)周期。

1.3 實現(xiàn)三維工藝設(shè)計

基于設(shè)計BOM 以及MBD 三維設(shè)計模型，通過對設(shè)計模型特征的智能化識別與提取，以及基于知識的快速工藝決策，將傳統(tǒng)的二維結(jié)構(gòu)化工藝向基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)源的三維工藝轉(zhuǎn)變，形成基于MBD 的三維工藝設(shè)計，實現(xiàn)三維設(shè)計到工藝、三維設(shè)計到制造和三維設(shè)計到檢驗等下游環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)打通。

1.4 實現(xiàn)各類設(shè)計資源的統(tǒng)一管控，為研發(fā)業(yè)務(wù)提供數(shù)據(jù)支撐

建立設(shè)計資源庫，統(tǒng)一各環(huán)節(jié)設(shè)計資源，基于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，對各環(huán)節(jié)設(shè)計資源進行規(guī)范統(tǒng)一管理，實現(xiàn)各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)同步及共享、以及產(chǎn)品研制過程中的資源信息快速選用復(fù)用，提高產(chǎn)品研發(fā)的精細化管理能力。

2 協(xié)同研發(fā)平臺在工程信息化中的建設(shè)路徑

2.1 數(shù)字化協(xié)同研制系統(tǒng)

2.1.1 數(shù)字化協(xié)同研制基礎(chǔ)平臺

為了實現(xiàn)產(chǎn)品整體數(shù)據(jù)協(xié)同和流程協(xié)同，在建設(shè)的各產(chǎn)品研制系統(tǒng)基礎(chǔ)上，統(tǒng)一各階段的技術(shù)標準和規(guī)范。平臺建立在各項統(tǒng)一標準規(guī)范和專用網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)之上，建設(shè)需要遵循以下原則：

（1）統(tǒng)一產(chǎn)品交付數(shù)據(jù)的存儲和管理，協(xié)同業(yè)務(wù)統(tǒng)一協(xié)調(diào)和規(guī)范的任務(wù)。

（2）統(tǒng)一定義和規(guī)范研制各階段的數(shù)據(jù)模型，不僅能有效實現(xiàn)數(shù)據(jù)、流程的協(xié)同，又能分別體現(xiàn)各系統(tǒng)自身的特點。

（3）數(shù)據(jù)、流程協(xié)同時可以進行單一對象目錄部署，也可以根據(jù)情況部署多個象目錄，在總體系統(tǒng)層面建立象目錄Hub，這樣能確保被發(fā)布對象可以被多家站點復(fù)制。

（4）協(xié)同的數(shù)據(jù)模型定義標準化：設(shè)計標準的統(tǒng)一控制；材料標準的統(tǒng)一控制；通用件、標準件的統(tǒng)一控制；版本與編號標準的統(tǒng)一控制；BOM 標準的統(tǒng)一控制；三維建模標準的統(tǒng)一控制。

基于標準規(guī)范，進一步建立數(shù)據(jù)協(xié)同和流程協(xié)同。

在集中式部署中，建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)規(guī)范是必不可少的前提。數(shù)據(jù)規(guī)范的要求是：數(shù)據(jù)模型的一致性、統(tǒng)一的命名風(fēng)格、符合企業(yè)應(yīng)用習(xí)慣等。數(shù)據(jù)需要統(tǒng)一規(guī)范的內(nèi)容包含：對象類型、對象編號、數(shù)據(jù)共享區(qū)（文件夾）、數(shù)據(jù)對象模型、對象狀態(tài)標識等。

流程協(xié)同不僅需要考慮系統(tǒng)內(nèi)部流程評審，還需要考慮異地流程的簽署問題，因此涉及到多個站點之間關(guān)于流程的規(guī)范要求。流程規(guī)范的內(nèi)容包含：系統(tǒng)內(nèi)部流程評審、需要異地參與流程評審用戶的定義規(guī)范、需要異地進行評審的流程規(guī)范定義、需要異地進行評審方式定義。

2.1.2 項目管理

以設(shè)計工藝階段的計劃為主線、產(chǎn)品為核心，建立可視化的數(shù)字化產(chǎn)品研制時間管理環(huán)境。實現(xiàn)對產(chǎn)品設(shè)計、工藝過程的進度、資源、交付物的管控。

通過項目進度管理，根據(jù)上級下發(fā)的產(chǎn)品項目計劃，進行任務(wù)分解、資源指派，執(zhí)行和反饋，形成生產(chǎn)過程任務(wù)管控流程；為各任務(wù)指派交付物及任務(wù)的審批流程，這樣就可以把項目交付物的審核流程狀態(tài)與項目任務(wù)的進度關(guān)聯(lián)，自動反映項目任務(wù)的完成情況。

通過項目資源能力平衡和監(jiān)控，可以實現(xiàn)人力資源、成本的統(tǒng)一管理，同時可以按照任務(wù)分配項目資源，查詢并維護團隊成員的職能，瀏覽跨多項目用戶的任務(wù)分配；根據(jù)項目計劃和任務(wù)的基線管理，能記錄計劃調(diào)整的不同狀態(tài)基線，并可以進行追溯和比較。

2.2 三維工藝設(shè)計系統(tǒng)

2.2.1 基于成熟度的三維數(shù)字樣機定義及工藝協(xié)同三維數(shù)字樣機成熟度是指產(chǎn)品在設(shè)計、工藝、生產(chǎn)和應(yīng)用上的完善程度，直觀地反映了產(chǎn)品數(shù)字化模型在協(xié)同開發(fā)流程各階段所達到的目標完成情況及詳細程度，并通過制定相應(yīng)的里程碑來對流程進行控制。里程碑是對研制流程中一定階段內(nèi)所要達到的重要事件、目標進行控制，并將研制流程和三維數(shù)字樣機成熟度結(jié)合在一起的一個中間對象。通常將一定技術(shù)狀態(tài)的數(shù)字模型（包括產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息、幾何信息、工藝信息、分析結(jié)果、技術(shù)說明和檢測結(jié)果等）提前發(fā)放給下游環(huán)節(jié)，以便于下一步流程工作的順利開展，并且基于協(xié)同研發(fā)平臺定制相應(yīng)的管理流程來進行管理和控制從而實現(xiàn)產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計的目的。

2.2.2 面向制造的三維結(jié)構(gòu)化工藝設(shè)計

三維結(jié)構(gòu)化工藝設(shè)計以來源于設(shè)計端的，依附于EBOM 的三維數(shù)字樣機模型及設(shè)計文件作為系統(tǒng)輸入，將這些信息進行結(jié)構(gòu)化管理，形成工藝結(jié)構(gòu)樹。工藝模型的建立和工藝BOM 管理是三維工藝設(shè)計的基礎(chǔ)。通過工藝BOM 構(gòu)建、工藝準備及制定工藝路線、三維工藝設(shè)計、工藝發(fā)布與集成應(yīng)用，完成基于三維數(shù)字樣機的三維工藝設(shè)計和產(chǎn)品制造過程的可視化指導(dǎo)，最終建立一套面向生產(chǎn)制造的三維數(shù)字化工藝設(shè)計系統(tǒng)。

3 結(jié)束語

產(chǎn)品的多樣化、快速化發(fā)展，對于信息化平臺的搭建尤為迫切。目前大多數(shù)企業(yè)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)分散在不同的單位和部門，設(shè)計與制造難以跨階段、跨部門、跨單位保持高度一致性、延續(xù)性、準確性，為快速重用帶來不小挑戰(zhàn)，這就需要我們統(tǒng)一平臺，以統(tǒng)一源頭的三維模型貫穿于產(chǎn)品生產(chǎn)的各個周期。

以項目為主線，實現(xiàn)數(shù)據(jù)集中管控模式，打破設(shè)計、工藝、制造間的壁壘，建立各類研制信息的快速、準確、完整傳遞的共享機制；在產(chǎn)品設(shè)計環(huán)節(jié)，實現(xiàn)設(shè)計與工藝的協(xié)同，工藝師能基于三維模型開展三維工藝編制；通過設(shè)計資源庫，涵蓋材料庫、標準件庫、通用件庫、標準規(guī)范等資源，為各類人員提供完整的設(shè)計資源，提高產(chǎn)品研制效率。