數(shù)字化時(shí)代汽車(chē)產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)質(zhì)量通用要求及檢查規(guī)范

張明麗

摘 要：本文主要探討了數(shù)字化時(shí)代汽車(chē)開(kāi)發(fā)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、審批、評(píng)審及存檔時(shí)在各個(gè)階段應(yīng)包含的基本數(shù)據(jù)信息，明確各個(gè)階段產(chǎn)品數(shù)據(jù)的基本要求，即產(chǎn)品數(shù)據(jù)質(zhì)量的最低要求，提出汽車(chē)產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)各階段數(shù)據(jù)完整性、一致性、正確性和配置性原則，并以某整車(chē)開(kāi)發(fā)企業(yè)為案例，詳述數(shù)字階段數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查細(xì)則和數(shù)據(jù)凍結(jié)后的檢查規(guī)范。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)質(zhì)量;完整性;一致性;正確性;配置性

中圖分類(lèi)號(hào)：U462 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? 文章編號(hào)：1003-5168（2021）36-0041-03

General Requirements and Inspection Specifications for Automotive Product Design Data Quality in the Digital Era

ZHANG Mingli

（Zhengzhou Nissan Automobile Co.， Ltd.，Zhengzhou Henan 450046）

Abstract：In the digital age，this paper mainly discusses the basic data information，and define minimum requirements that should be included in engineering design process.When engineers design，review or archive.Author puts forward the principles of data integrality，consistency，correctness and configuration in each stage of automotive product design.Taking a vehicle development enterprise as an example，the detailed rules of data quality inspection and the inspection specification after released project data are described in detail.

Keywords：data quality; integrality; consistency; correctness; configurability

企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量是企業(yè)的生命線(xiàn)，也是汽車(chē)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)項(xiàng)目能否獲得成功的根本，而確保汽車(chē)新產(chǎn)品項(xiàng)目開(kāi)發(fā)各階段（規(guī)劃、工程、制造、上市）的產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到設(shè)定目標(biāo)，則是產(chǎn)品質(zhì)量獲得保證的關(guān)鍵[1]。因此，汽車(chē)新產(chǎn)品項(xiàng)目各階段的質(zhì)量規(guī)范是汽車(chē)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)項(xiàng)目管理的重要內(nèi)容，對(duì)汽車(chē)新產(chǎn)品項(xiàng)目的實(shí)施成功與否具有重要的意義[2]。

隨著數(shù)字化革命的到來(lái)，數(shù)字孿生應(yīng)用正逐漸成為新一代制造的重要趨勢(shì)[3]，數(shù)字產(chǎn)品數(shù)據(jù)質(zhì)量的提高有助于產(chǎn)品研發(fā)工程師在數(shù)字階段盡早發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題，改善設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)質(zhì)量成為目前亟待解決的問(wèn)題。明確數(shù)字產(chǎn)品數(shù)據(jù)質(zhì)量要求，規(guī)范汽車(chē)產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)各階段檢查細(xì)則，有效利用數(shù)字產(chǎn)品進(jìn)行整車(chē)虛擬評(píng)審[4]，成為解決現(xiàn)實(shí)需求、跟上時(shí)代步伐的唯一途徑。

1 現(xiàn)狀分析

整車(chē)虛擬評(píng)審主要被應(yīng)用于如下幾個(gè)方面：工程設(shè)計(jì)虛擬驗(yàn)證、檢驗(yàn)EBOM的完整性、檢驗(yàn)工程模型之間的匹配關(guān)系、檢驗(yàn)整車(chē)性能是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求、檢驗(yàn)裝配工藝、使設(shè)計(jì)更加貼近需求，早期將虛擬模型和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合在一起，將促進(jìn)各類(lèi)產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題在前期階段得到解決，大大減少經(jīng)濟(jì)損失[5]。

本文針對(duì)五家有代表性的整車(chē)研發(fā)企業(yè)的虛擬評(píng)審業(yè)務(wù)現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)研，重點(diǎn)分析了異構(gòu)數(shù)據(jù)管理、3D完整性、配置化和工程規(guī)范四個(gè)方面存在的各類(lèi)問(wèn)題。目前大多數(shù)車(chē)企擁有自主選擇的PDM系統(tǒng)和BOM系統(tǒng)進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)，通過(guò)數(shù)字產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)階段的虛擬評(píng)審。此種模式下的產(chǎn)品研發(fā)存在以下問(wèn)題。

①異構(gòu)數(shù)據(jù)管理，中間格式的轉(zhuǎn)換易導(dǎo)致數(shù)據(jù)一致性、變更及時(shí)性問(wèn)題。

②3D數(shù)據(jù)完整性要求參差不齊，實(shí)際應(yīng)用中企業(yè)根據(jù)自身能力建設(shè)情況對(duì)完整性要求的邊界不清晰。

③大多數(shù)車(chē)企未實(shí)現(xiàn)配置化BOM構(gòu)建及應(yīng)用，無(wú)法展開(kāi)真正的單車(chē)虛擬評(píng)審。

④無(wú)明確的工程規(guī)范指導(dǎo)，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的過(guò)程狀態(tài)大多線(xiàn)下保存、線(xiàn)下共享，無(wú)法完全脫離線(xiàn)下人工維護(hù)。

綜上所述，產(chǎn)品數(shù)據(jù)質(zhì)量不足以支撐數(shù)字孿生，整車(chē)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的各階段產(chǎn)品數(shù)據(jù)質(zhì)量通用規(guī)范亟待明確[6]。五家企業(yè)整體應(yīng)用問(wèn)題總結(jié)如表1所示。

2 數(shù)據(jù)質(zhì)量通用原則

根據(jù)現(xiàn)行異構(gòu)數(shù)據(jù)管理中存在的各類(lèi)問(wèn)題，以虛擬評(píng)審為應(yīng)有宗旨，提出產(chǎn)品數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)質(zhì)量通用四項(xiàng)原則。

2.1 數(shù)據(jù)完整性原則

數(shù)據(jù)完整性原則是指汽車(chē)產(chǎn)品在設(shè)計(jì)時(shí)，專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員和校對(duì)審核人員從三維幾何、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和屬性角度驗(yàn)證數(shù)據(jù)，保證無(wú)明顯數(shù)據(jù)缺失、特征完整、屬性適當(dāng)。

2.2 數(shù)據(jù)一致性原則

數(shù)據(jù)一致性原則是指汽車(chē)產(chǎn)品在設(shè)計(jì)時(shí)，專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員和校對(duì)審核人員從三維幾何、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和屬性角度驗(yàn)證數(shù)據(jù)，保證各階段數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、更新時(shí)間、成熟度、屬性及幾何參考一致。

2.3 數(shù)據(jù)配置性原則

數(shù)據(jù)配置性原則是指汽車(chē)產(chǎn)品在設(shè)計(jì)時(shí)，專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員和校對(duì)審核人員從三維幾何、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和屬性角度驗(yàn)證數(shù)據(jù)，確保整車(chē)配置信息和組塊變量條件完整。

2.4 數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性原則

數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性原則是指汽車(chē)產(chǎn)品在設(shè)計(jì)時(shí)，專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員和校對(duì)審核人員從三維幾何、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和屬性角度驗(yàn)證數(shù)據(jù)，通過(guò)設(shè)計(jì)手段，保證所提供的數(shù)據(jù)正確，無(wú)數(shù)據(jù)重疊，無(wú)幾何坐標(biāo)、屬性、命名、版本、格式、連接及可視化錯(cuò)誤。

3 產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)質(zhì)量通用要求

基于數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、一致性、完整性、配置性原則及節(jié)點(diǎn)要求，下面結(jié)合某整車(chē)開(kāi)發(fā)企業(yè)的實(shí)踐應(yīng)用案例，對(duì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)通用要求做詳細(xì)說(shuō)明。

自車(chē)型開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的方案確定階段起，即先行數(shù)字設(shè)計(jì)前，保證數(shù)據(jù)完整性，應(yīng)達(dá)到以下硬性條件。

①無(wú)明顯數(shù)據(jù)缺失。對(duì)比系統(tǒng)外整車(chē)零件清單（EBOM），確認(rèn)組塊下所有級(jí)別零件編號(hào)均應(yīng)出現(xiàn)在PDM系統(tǒng)中的BOM結(jié)構(gòu)、零部件實(shí)體及輕量化數(shù)模完整;LOT啟動(dòng)判斷會(huì)前，數(shù)據(jù)（3D、輕量化等）上傳的完整率為100%;數(shù)據(jù)自檢合格率為100%。從數(shù)據(jù)狀態(tài)角度看，草數(shù)據(jù)狀態(tài)下的數(shù)據(jù)包含3D數(shù)據(jù)、輕量化數(shù)據(jù)，NC數(shù)據(jù)狀態(tài)下包含3D數(shù)據(jù)、輕量化數(shù)據(jù)、NOTE文件。

②無(wú)明顯特征缺失。以不影響數(shù)字驗(yàn)證為前提，保證零件或總成數(shù)據(jù)完整。

③無(wú)明顯屬性缺失。數(shù)據(jù)凍結(jié)后，所有新設(shè)零件或總成零件須包含零件圖，各類(lèi)零件圖的詳細(xì)要求可參照企業(yè)產(chǎn)品圖樣表達(dá)內(nèi)容的完整性規(guī)定。

3.1 設(shè)計(jì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)一致性通用要求

①已凍結(jié)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)狀態(tài)下，定義零件或總成零件數(shù)據(jù)BOM系統(tǒng)各階段發(fā)布設(shè)通號(hào)與PDM系統(tǒng)關(guān)聯(lián)設(shè)通號(hào)保持一致（因變更供應(yīng)商等屬性導(dǎo)致的設(shè)變，PDM系統(tǒng)數(shù)據(jù)不修訂）。

②任何數(shù)據(jù)狀態(tài)下，BOM系統(tǒng)設(shè)計(jì)BOM結(jié)構(gòu)與PDM系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)保持一致。

③BOM系統(tǒng)設(shè)通發(fā)布時(shí)間與PDM系統(tǒng)數(shù)據(jù)變更時(shí)間保持一致（原則上數(shù)據(jù)變更稍早于BOM系統(tǒng)設(shè)通發(fā)布時(shí)間）。

④任何數(shù)據(jù)狀態(tài)下，零件的3D實(shí)體數(shù)模與輕量化數(shù)據(jù)（包括零件本身坐標(biāo)系）保持一致。

⑤任何數(shù)據(jù)狀態(tài)下，某車(chē)型組塊的絕對(duì)坐標(biāo)系與整車(chē)坐標(biāo)系保持一致。

⑥任何數(shù)據(jù)狀態(tài)下，車(chē)型配置信息與組塊變量條件PDM系統(tǒng)與BOM系統(tǒng)保持一致（可通過(guò)系統(tǒng)集成化達(dá)成指標(biāo)強(qiáng)校驗(yàn)）。

⑦因特殊需要設(shè)計(jì)的汽車(chē)產(chǎn)品，如預(yù)研等，可按照實(shí)際情況執(zhí)行。

3.2 設(shè)計(jì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性通用要求

正式發(fā)布的每一版本數(shù)據(jù)，應(yīng)達(dá)到以下準(zhǔn)確性要求。

①PDM系統(tǒng)數(shù)據(jù)命名準(zhǔn)確，系統(tǒng)、組塊、零件或總成零件符合標(biāo)準(zhǔn)企業(yè)命名規(guī)則。

②PDM系統(tǒng)各類(lèi)型數(shù)據(jù)命名遵照《汽車(chē)零部件編號(hào)規(guī)則》（QZN 014—2015）。

③PDM系統(tǒng)和BOM系統(tǒng)數(shù)據(jù)版本符合企業(yè)數(shù)據(jù)版本要求。

④PDM系統(tǒng)3D數(shù)據(jù)幾何坐標(biāo)系符合企業(yè)設(shè)計(jì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)通用要求，組塊坐標(biāo)系均以整車(chē)坐標(biāo)系為基準(zhǔn)，零件或總成零件均裝配到位，無(wú)重疊、無(wú)飛出、連接錯(cuò)誤等。

⑤零組件必填或選填屬性正確。

3.3 設(shè)計(jì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)配置性通用要求

任何數(shù)據(jù)狀態(tài)下，整車(chē)車(chē)型庫(kù)、選裝庫(kù)及組塊的變量信息與BOM配置表保持一致。

3.4 設(shè)計(jì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)版本要求

目前，根據(jù)設(shè)計(jì)階段的不同，汽車(chē)產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)分為兩種類(lèi)型：草版數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)凍結(jié)數(shù)據(jù)。根據(jù)虛擬評(píng)審需要，草版數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)凍結(jié)數(shù)據(jù)的過(guò)程編輯數(shù)據(jù)又可保存為基線(xiàn)數(shù)據(jù)，即過(guò)程快照數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)質(zhì)量各階段要求規(guī)范設(shè)定的前提條件是明確版本規(guī)則與數(shù)據(jù)成熟度關(guān)系。

在產(chǎn)品數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)過(guò)程中，以某車(chē)企的使用的版本規(guī)則為例，詳述數(shù)據(jù)版本模型升級(jí)過(guò)程，如圖1所示。

圖1中，每一版本產(chǎn)品數(shù)據(jù)升級(jí)的過(guò)程是根據(jù)企業(yè)數(shù)據(jù)成熟度規(guī)范設(shè)定的，該版本數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)成熟，完成了設(shè)計(jì)評(píng)審流程，即發(fā)布后可打上企業(yè)約定的數(shù)據(jù)狀態(tài)標(biāo)識(shí)。個(gè)人工作區(qū)即可編輯數(shù)據(jù)，發(fā)布工作區(qū)即評(píng)審流程通過(guò)后的發(fā)布數(shù)據(jù)以是否有約定的數(shù)據(jù)狀態(tài)標(biāo)識(shí)區(qū)別。圖1中某汽車(chē)產(chǎn)品研發(fā)企業(yè)設(shè)定草數(shù)據(jù)的版本規(guī)則為編號(hào)C01—C99數(shù)據(jù)，草數(shù)據(jù)發(fā)布后，該版本的相關(guān)產(chǎn)品數(shù)據(jù)以狀態(tài)“T”標(biāo)記;草數(shù)據(jù)發(fā)展為設(shè)計(jì)凍結(jié)數(shù)據(jù)的首版數(shù)據(jù)版本設(shè)定為N，設(shè)計(jì)凍結(jié)數(shù)據(jù)的版本規(guī)則為數(shù)據(jù)在N版及N版以上版本的數(shù)據(jù)（N，01，02，03…），設(shè)計(jì)凍結(jié)數(shù)據(jù)發(fā)布后，該版本的相關(guān)產(chǎn)品數(shù)據(jù)以狀態(tài)“S”標(biāo)記。無(wú)論是草數(shù)據(jù)，還是設(shè)計(jì)凍結(jié)數(shù)據(jù)，過(guò)程快照數(shù)據(jù)即基線(xiàn)數(shù)據(jù)的版本規(guī)則均設(shè)定為XX.001—XX.999的小版本數(shù)據(jù)，其中，XX可以是C01—C99草數(shù)據(jù)版本，也可以是N，01，02，03…，基線(xiàn)數(shù)據(jù)版本標(biāo)識(shí)可設(shè)定為區(qū)別于“T”和“S”的圖標(biāo)。

4 檢查規(guī)范

新車(chē)項(xiàng)目數(shù)字階段節(jié)點(diǎn)會(huì)通過(guò)后，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)應(yīng)全部?jī)鼋Y(jié)，再次發(fā)生修訂的數(shù)據(jù)，100%實(shí)施數(shù)據(jù)審查，檢查項(xiàng)包含設(shè)計(jì)變更件數(shù)據(jù)一致性、PDM系統(tǒng)設(shè)通號(hào)與BOM系統(tǒng)設(shè)通號(hào)一致性、零件編碼一致性、3D數(shù)據(jù)發(fā)布時(shí)間與BOM設(shè)通發(fā)行時(shí)間一致性、BOM結(jié)構(gòu)（含配置信息）一致性;設(shè)計(jì)變更件應(yīng)納入內(nèi)部產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量審查，包括設(shè)變產(chǎn)品圖表達(dá)、設(shè)變流程合規(guī)性、設(shè)計(jì)評(píng)審合規(guī)性、對(duì)策銜接一致性、問(wèn)題閉環(huán)管理等。

原則上設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)凍結(jié)時(shí)正式試制安排完成，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人在制定項(xiàng)目計(jì)劃時(shí)應(yīng)慎重考慮本階段設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)變更，加強(qiáng)數(shù)據(jù)變更的數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查。

5 結(jié)語(yǔ)

本文主要探討了數(shù)字化時(shí)代汽車(chē)開(kāi)發(fā)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、審批、評(píng)審及存檔時(shí)在各個(gè)階段應(yīng)包含的基本數(shù)據(jù)信息，明確各個(gè)階段產(chǎn)品數(shù)據(jù)的基本要求，即產(chǎn)品數(shù)據(jù)質(zhì)量的最低要求，提出汽車(chē)產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)各階段數(shù)據(jù)完整性、一致性、配置性和準(zhǔn)確性原則，并以某整車(chē)開(kāi)發(fā)企業(yè)為案例，詳述數(shù)字階段數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查細(xì)則和數(shù)據(jù)凍結(jié)后的檢查規(guī)范。

大數(shù)據(jù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、5G、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）、人工智能等數(shù)字技術(shù)已經(jīng)初步形成了制造業(yè)應(yīng)用的數(shù)字空間。這些技術(shù)的飛速發(fā)展驅(qū)使人們?cè)跀?shù)字空間逐步洞見(jiàn)制造業(yè)的未來(lái)。當(dāng)然，未來(lái)制造業(yè)的數(shù)字空間顯然會(huì)更加豐富多彩，目前還很難洞見(jiàn)[7]。但以上技術(shù)的發(fā)展和良好應(yīng)用均離不開(kāi)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)質(zhì)量提升，產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)是數(shù)字孿生的基石，在數(shù)字生成、智能增強(qiáng)技術(shù)已經(jīng)在汽車(chē)產(chǎn)品研發(fā)應(yīng)用的今天，某車(chē)企基于上述要求和規(guī)范案例的分享，將有助于所有整車(chē)開(kāi)發(fā)企業(yè)以上技術(shù)的推廣應(yīng)用。

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