協同研發平臺在工程信息化中的應用

牛佳依，呂 品，白 平

（航天動力技術研究院，西安 710025）

1 協同研發平臺的建設目標

1.1 實現基于統一BOM 企業產品研發數據的全集管理

在現有產品數據管理的基礎上，基于統一業務建模，以產品結構為核心，通過產品結構多視圖管理機制，將傳統BOM 管理擴展至需求定義、設計、仿真、工藝等產品的研發環節，實現產品研發全生命周期各階段（設計、工藝、生產、裝配、試驗等）數據全集管理，并實現上下游單位間數據的共享、重用，從而將產品研制過程中所有與產品相關的信息統一管理，保證產品數據在其整個生命周期內的一致性、時效性、完整性、共享性及安全性。

1.2 實現基于IPD 的全三維數字化設計

通過在設計端引入IPD 多專業集成研發的設計模式，建立基于成熟度管理的協同研制工作流程和管理方法，并結合數字化標準規范體系，實現產品基于三維數字樣機的設計、工藝并行協同研發，提高產品研發效率、縮短研發周期。

1.3 實現三維工藝設計

基于設計BOM 以及MBD 三維設計模型，通過對設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，將傳統的二維結構化工藝向基于統一數據源的三維工藝轉變，形成基于MBD 的三維工藝設計，實現三維設計到工藝、三維設計到制造和三維設計到檢驗等下游環節的數據打通。

1.4 實現各類設計資源的統一管控，為研發業務提供數據支撐

建立設計資源庫，統一各環節設計資源，基于統一的數據結構，對各環節設計資源進行規范統一管理，實現各環節的數據同步及共享、以及產品研制過程中的資源信息快速選用復用，提高產品研發的精細化管理能力。

2 協同研發平臺在工程信息化中的建設路徑

2.1 數字化協同研制系統

2.1.1 數字化協同研制基礎平臺

為了實現產品整體數據協同和流程協同，在建設的各產品研制系統基礎上，統一各階段的技術標準和規范。平臺建立在各項統一標準規范和專用網絡基礎之上，建設需要遵循以下原則：

（1）統一產品交付數據的存儲和管理，協同業務統一協調和規范的任務。

（2）統一定義和規范研制各階段的數據模型，不僅能有效實現數據、流程的協同，又能分別體現各系統自身的特點。

（3）數據、流程協同時可以進行單一對象目錄部署，也可以根據情況部署多個象目錄，在總體系統層面建立象目錄Hub，這樣能確保被發布對象可以被多家站點復制。

（4）協同的數據模型定義標準化：設計標準的統一控制；材料標準的統一控制；通用件、標準件的統一控制；版本與編號標準的統一控制；BOM 標準的統一控制；三維建模標準的統一控制。

基于標準規范，進一步建立數據協同和流程協同。

在集中式部署中，建立統一的數據規范是必不可少的前提。數據規范的要求是：數據模型的一致性、統一的命名風格、符合企業應用習慣等。數據需要統一規范的內容包含：對象類型、對象編號、數據共享區（文件夾）、數據對象模型、對象狀態標識等。

流程協同不僅需要考慮系統內部流程評審，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于流程的規范要求。流程規范的內容包含：系統內部流程評審、需要異地參與流程評審用戶的定義規范、需要異地進行評審的流程規范定義、需要異地進行評審方式定義。

2.1.2 項目管理

以設計工藝階段的計劃為主線、產品為核心，建立可視化的數字化產品研制時間管理環境。實現對產品設計、工藝過程的進度、資源、交付物的管控。

通過項目進度管理，根據上級下發的產品項目計劃，進行任務分解、資源指派，執行和反饋，形成生產過程任務管控流程；為各任務指派交付物及任務的審批流程，這樣就可以把項目交付物的審核流程狀態與項目任務的進度關聯，自動反映項目任務的完成情況。

通過項目資源能力平衡和監控，可以實現人力資源、成本的統一管理，同時可以按照任務分配項目資源，查詢并維護團隊成員的職能，瀏覽跨多項目用戶的任務分配；根據項目計劃和任務的基線管理，能記錄計劃調整的不同狀態基線，并可以進行追溯和比較。

2.2 三維工藝設計系統

2.2.1 基于成熟度的三維數字樣機定義及工藝協同三維數字樣機成熟度是指產品在設計、工藝、生產和應用上的完善程度，直觀地反映了產品數字化模型在協同開發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字樣機成熟度結合在一起的一個中間對象。通常將一定技術狀態的數字模型（包括產品結構信息、幾何信息、工藝信息、分析結果、技術說明和檢測結果等）提前發放給下游環節，以便于下一步流程工作的順利開展，并且基于協同研發平臺定制相應的管理流程來進行管理和控制從而實現產品協同設計的目的。

2.2.2 面向制造的三維結構化工藝設計

三維結構化工藝設計以來源于設計端的，依附于EBOM 的三維數字樣機模型及設計文件作為系統輸入，將這些信息進行結構化管理，形成工藝結構樹。工藝模型的建立和工藝BOM 管理是三維工藝設計的基礎。通過工藝BOM 構建、工藝準備及制定工藝路線、三維工藝設計、工藝發布與集成應用，完成基于三維數字樣機的三維工藝設計和產品制造過程的可視化指導，最終建立一套面向生產制造的三維數字化工藝設計系統。

3 結束語

產品的多樣化、快速化發展，對于信息化平臺的搭建尤為迫切。目前大多數企業的產品數據分散在不同的單位和部門，設計與制造難以跨階段、跨部門、跨單位保持高度一致性、延續性、準確性，為快速重用帶來不小挑戰，這就需要我們統一平臺，以統一源頭的三維模型貫穿于產品生產的各個周期。

以項目為主線，實現數據集中管控模式，打破設計、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；在產品設計環節，實現設計與工藝的協同，工藝師能基于三維模型開展三維工藝編制；通過設計資源庫，涵蓋材料庫、標準件庫、通用件庫、標準規范等資源，為各類人員提供完整的設計資源，提高產品研制效率。