整車虛擬評審技術在奇瑞研發(fā)中的深入應用

古峰

摘 要：奇瑞汽車通過PDM項目的實施，基于Siemens PLM協(xié)同研發(fā)平臺，建立了虛擬評審體系，在研發(fā)過程的關鍵節(jié)點，通過跨部門的協(xié)作，對整車進行物理集成與制造集成方面的驗證，使原先通過樣車試制才能發(fā)現(xiàn)的問題，在研發(fā)更早的階段就可以發(fā)現(xiàn)，在提高設計質量的同時設計變更數(shù)量也大為減少，為研發(fā)成本的降低作出了重大的貢獻。

關鍵詞：虛擬評審 產(chǎn)品設計 PDM DMU

1 引言

面對競爭越來越激烈的市場，以及越來越嚴格的政策法規(guī)，對汽車制造企業(yè)的質量與成本控制提出更多要求，許多整車廠都意識到提高研發(fā)質量、降低研發(fā)成本已經(jīng)迫在眉睫。國際同行的經(jīng)驗告訴我們，基于數(shù)字化模型的虛擬評審技術的應用，對于降低整個車型開發(fā)的時間、成本、設變數(shù)量都起著極其重要的作用，建立適用于汽車產(chǎn)品研發(fā)的虛擬評審體系成為必然。

2 企業(yè)面臨的問題

奇瑞汽車企業(yè)經(jīng)過了十多年的發(fā)展，使用PDM系統(tǒng)也有十多年的歷史，設計數(shù)據(jù)已達到一定的規(guī)范化和標準程度，數(shù)據(jù)的發(fā)布節(jié)點也進行了約定，初步建立了虛擬評審體系，但是和國際同行相比，還存在以下問題：

1）沒有專門組織機構，沒有專門部門牽頭組織虛擬評審工作;

2）沒有公司級別體系文件支撐，沒有完善的虛擬評審體系來支撐研發(fā)流程;

3）各車型虛擬評審節(jié)點不統(tǒng)一，奇瑞各研發(fā)車型也在陸續(xù)做各種數(shù)字化驗證工作，但評審節(jié)點不統(tǒng)一，隨意性較大;

4）檢查內容不明確，虛擬評審檢查范圍和內容不統(tǒng)一，主要集中在總成級別的檢查，缺少整車級別的系統(tǒng)集成核查;

這些問題使得工程設計的管理成為奇瑞產(chǎn)品生命周期管理中的薄弱環(huán)節(jié)。為了提高設計部門的“數(shù)字化率”、“集成化率”和“信息覆蓋率”，全面提高整車虛擬評審能力，于2010年初開始，奇瑞信息技術公司和研究院聯(lián)合西門子實施團隊，開展了虛擬評審體系實施工作。

3 項目目標

考慮到研發(fā)部門的現(xiàn)狀，公司擬定項目的總體目標為：

初步構建虛擬評審體系，在產(chǎn)品研發(fā)階段部分實現(xiàn)數(shù)字化驗證，提升設計質量，減少設計變更。

4 整車虛擬評審體系建設

4.1 DMU數(shù)字化驗證與虛擬評審體系建設

DMU數(shù)字化驗證是在整車研發(fā)早期發(fā)現(xiàn)和解決設計問題的最有效的手段，主要驗證的內容包括：

1）工程設計虛擬驗證;

2）檢驗EBOM完整性;

3）檢驗工程模型之間的匹配關系;

4）檢驗裝配工藝;

5）檢驗整車性能是否達到設計要求，使設計更加貼近需求;

整車虛擬評審體系建設的目的就是對研發(fā)各階段的DMU數(shù)字化驗證目標進行定義，建立標準的評審流程，定義明確的評審內容與要求，在保證整車開發(fā)進度的同時提高整車開發(fā)質量，減少設計變更。

4.2 整車級別虛擬評審目標定義

結合奇瑞研發(fā)流程關于各階段的定義，我們定義了6個關鍵節(jié)點，并定義了明確的設計驗證目標，同時根據(jù)定義，重新修訂了產(chǎn)品開發(fā)流程（圖1）。

4.3 整車虛擬評審流程

通過整車虛擬評審流程的制定，讓企業(yè)虛擬評審做到有法可依有標準可循，主要分成以下四個大的階段：

1）編制計劃階段，主要是制定虛擬評審計劃、確定評審車型、制定虛擬評審工作內容和計劃、以及對于此次虛擬評審的數(shù)模要求，為接下來進行的整車虛擬評審確定方向;

2）數(shù)據(jù)準備階段，主要是基于前期確定的虛擬評審計劃，召集相關業(yè)務評審部門確認最新工程設計是否滿足此次虛擬評審要求。在此階段中設計工程師需要完成虛擬評審數(shù)據(jù)的設計和發(fā)布，DMU工程師（總布置）、CAE工程師、工藝工程師、BOM管理員、標準化員等下游數(shù)據(jù)使用者需要完成數(shù)模健康檢查、虛擬評審數(shù)模要求檢查，以確保最終設計凍結的數(shù)據(jù)滿足此次虛擬評審要求;

3）整車虛擬評審階段，主要是在整車虛擬評審數(shù)據(jù)凍結后，DMU工程師（總布置）、CAE工程師、工藝工程師基于前期確定的虛擬評審分析工作內容和計劃，進行整車虛擬評審工作。整車虛擬評審經(jīng)理匯總評審工作狀態(tài)，召開虛擬評審會議;

4）數(shù)據(jù)正式發(fā)布階段，主要是完成整車虛擬評審工作后，設計工程師基于評審結果，更新設計內容，完成階段性設計工作，并正式發(fā)布。

4.4 整車虛擬評審工作指導書

通過指導書的編制，指導工程師如何通過配置驅動BOM，進而執(zhí)行BOM驅動DMU虛擬評審。

1）在Teamcenter中加載某一款車配置;

2）DMU工程師選中需要檢查的總成，在TcVisMockup集成環(huán)境中打開;

3）DMU核查，通過對DMU驗證各項必備條件的核查，滿足要求的車型數(shù)據(jù)發(fā)送到TcVisMockup工具中，根據(jù)標準檢查工作表（Checklist）中對該階段檢查內容的定義，對相關零件進行測量、剖切、計算間隙等DMU工作;

4）問題的跟蹤與數(shù)據(jù)的發(fā)布，檢查出相關問題記錄后由相應人員跟蹤，在數(shù)據(jù)發(fā)布階段PDM系統(tǒng)會自動檢查是否執(zhí)行虛擬評審DMU檢查，沒有達到相應標準數(shù)據(jù)就無法凍結，這樣就實現(xiàn)了虛擬評審問題發(fā)現(xiàn)與解決的閉環(huán)控制。

5 成功經(jīng)驗分享

奇瑞汽車虛擬評審體系建設是作為奇瑞PDM重要實施模塊，現(xiàn)在虛擬評審體系已經(jīng)作為奇瑞產(chǎn)品開發(fā)流程的一部分，所有奇瑞在研項目全面應用該體系，效果良好，DMU核查率100%，在保證研發(fā)效率的同時，研發(fā)質量得到大幅度的提高，某些在虛擬評審的過程中發(fā)現(xiàn)而沒有得到及時解決的問題，在后期的裝車過程中在實物上也同樣出現(xiàn)相同的問題，充分說明了虛擬評審對問題提前發(fā)現(xiàn)的能力與作用。

虛擬評審體系的建設是一項復雜的系統(tǒng)工程，涉及面廣、工作量大、周期長，最為關鍵的是包含了對工作方式的改變。對大型自主品牌汽車整車廠，除了需要軟件供應商提供功能完善的系統(tǒng)解決方案以外，還需要企業(yè)自身建立完善的組織機構，確定明確的目標以及合理實施策略，同時也需要業(yè)務和IT部門的高層領導全力支持。

本項目實施成功的關鍵在于：

1）項目準備階段，通過對實施計劃的多次評估、審核，確定了相對合理的項目計劃;

2）項目需求調研階段，針對設計領域內容多、涉及面廣、個性化強等特點，分初步調研和詳細調研兩步走，切實把握好了業(yè)務需求，并對業(yè)務需求進行了詳細整理和分析，為系統(tǒng)設計及二次開發(fā)提供了較為準確的依據(jù)，減少了返工;

3）選擇有研發(fā)工作多年背景的項目經(jīng)理和合格的關鍵用戶，強化了學習、組織執(zhí)行和溝通等能力建設，同時保障了實施團隊的穩(wěn)定，規(guī)范項目管理，快速完成知識轉移，充分發(fā)揮主體作用，不等待、不拖延，同時不斷檢查評估和改進，制定了系統(tǒng)運維制度和系統(tǒng)監(jiān)控指標，不斷進行系統(tǒng)規(guī)范性檢查和評估整改，完善原設計方案，滿足了業(yè)務的實際需要，提高了用戶的滿意度。

6 結束語

考慮到奇瑞是國內自主品牌第一家實施、梳理虛擬評審體系業(yè)務的企業(yè)，實施過程中需要結合自身業(yè)務特點，選擇循序漸進的模式，腳踏實地穩(wěn)步推進。自主品牌汽車廠由于工程設計、CAE、同步工程等工作都是自主進行，信息量非常大，所以一定要計劃周密，實施中正確對待出現(xiàn)的風險，及時升級處理。奇瑞汽車的虛擬評審項目用了兩年多時間完成了體系建設，一方面說明了公司的業(yè)務確實繁瑣復雜，另一方面也說明了實施的難度，建立虛擬評審體系的工作量非常大，一定要做好打持久戰(zhàn)的準備。

希望通過虛擬評審體系建設，不僅在研發(fā)本部將PDM等系統(tǒng)有機整合，還要在更廣泛的范圍內推動虛擬評審的應用，助力整個奇瑞集團的研發(fā)水平不斷提高。