基于產(chǎn)品生命周期管理的協(xié)同研發(fā)平臺

□ 胡 鑫

三一重能有限公司 長沙 410100

1 研究背景

近年來,由于國家城市化進(jìn)程的加速,基礎(chǔ)建設(shè)高速發(fā)展,工程機(jī)械市場競爭日益加劇。工程機(jī)械產(chǎn)品開發(fā)是涉及機(jī)械、液壓、電氣、動力學(xué)等多學(xué)科的復(fù)雜系統(tǒng)工程[1],傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)手段已經(jīng)無法滿足工程機(jī)械產(chǎn)品的研發(fā)需求。在核心進(jìn)口零部件不斷引入、國內(nèi)配套企業(yè)技術(shù)實力快速提升的契機(jī)下,主機(jī)制造企業(yè)開始尋求供應(yīng)商協(xié)同研發(fā)設(shè)計方案[2],最大化獲取已有的生產(chǎn)技術(shù),以實現(xiàn)研發(fā)設(shè)計過程中信息和資源共享。構(gòu)建高效、準(zhǔn)確、安全的供應(yīng)商協(xié)同研發(fā)體系,已成為主機(jī)企業(yè)與供應(yīng)商之間的一項重要課題。

2 研發(fā)現(xiàn)狀

近年來,國內(nèi)外很多學(xué)者對主制造商-供應(yīng)商協(xié)同管理體系、構(gòu)建方法進(jìn)行了大量研究[3-6],協(xié)同模式從早期的粗放模式逐步向即時交互方向發(fā)展,如以物料清單為核心的供應(yīng)商數(shù)據(jù)傳遞模式、外部單獨供應(yīng)商管理平臺管理模式、基于產(chǎn)品生命周期管理主系統(tǒng)開發(fā)的中間系統(tǒng)供應(yīng)商設(shè)計數(shù)據(jù)交換模式、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同商務(wù)平臺體系等[7-10],但都不能完全滿足工程機(jī)械開發(fā)的現(xiàn)實需求。

工程機(jī)械協(xié)同研發(fā)面臨的現(xiàn)狀主要表現(xiàn)為三方面:① 流程制度管理滯后,主機(jī)企業(yè)與供應(yīng)商的數(shù)據(jù)交互形式為硬件復(fù)制、電子郵件、紙質(zhì)文件傳真、藍(lán)圖打印簽審等臺賬式管理方式;② 語言不通，主機(jī)企業(yè)與供應(yīng)商產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境不同,數(shù)據(jù)系統(tǒng)、三維建模工具等不相同,需要通過轉(zhuǎn)換中間過渡格式來進(jìn)行數(shù)據(jù)交互;③ 數(shù)據(jù)安全保密性、不確定性，主機(jī)企業(yè)與供應(yīng)商為保護(hù)自身的利益,會對外發(fā)數(shù)據(jù)加密傳輸,數(shù)據(jù)記錄版本無法統(tǒng)計。

以上三方面問題最終導(dǎo)致的結(jié)果是,新部件開發(fā)周期長,版本更新迭代不及時,影響整體項目、產(chǎn)品的開發(fā)進(jìn)度。

3 交互模式

3.1 協(xié)同研發(fā)平臺架構(gòu)方案

在工程機(jī)械產(chǎn)品開發(fā)過程中,主機(jī)制造企業(yè)以產(chǎn)品生命周期管理軟件為核心建立了一整套由工程設(shè)計物料清單至服務(wù)配件物料清單的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。

基于產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)擴(kuò)展構(gòu)建一套協(xié)同研發(fā)平臺，如圖1所示,可實現(xiàn)研發(fā)信息實時分享，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)相互傳遞,同時保證數(shù)據(jù)的安全、高效及可追溯。協(xié)同研發(fā)平臺有如下兩大特點:① 以主機(jī)企業(yè)產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)為中心,外部供應(yīng)商協(xié)同平臺與企業(yè)內(nèi)部環(huán)境之間物理隔離,通過數(shù)據(jù)擺渡員實現(xiàn)兩者數(shù)據(jù)及流程的交互,從而在邏輯上實現(xiàn)一個統(tǒng)一的協(xié)同設(shè)計環(huán)境;② 數(shù)據(jù)包中的對象具有相同的對象類型分級結(jié)構(gòu),協(xié)同平臺與內(nèi)部系統(tǒng)在管理方面完全相同。

▲圖1 協(xié)同研發(fā)平臺

3.2 協(xié)同研發(fā)平臺數(shù)據(jù)流程

采用以數(shù)據(jù)包為核心的交互機(jī)制。主機(jī)企業(yè)在新項目、新產(chǎn)品開發(fā)時,將產(chǎn)品某一部件的需求數(shù)據(jù)發(fā)送給供應(yīng)商。在產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)內(nèi),主機(jī)企業(yè)項目負(fù)責(zé)人將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)整合創(chuàng)建成一個數(shù)據(jù)包,由企業(yè)負(fù)責(zé)人簽審后,流程流轉(zhuǎn)至主機(jī)企業(yè)數(shù)據(jù)擺渡員。擺渡員將數(shù)據(jù)包文件從內(nèi)部產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)下載后,導(dǎo)入?yún)f(xié)同研發(fā)平臺。當(dāng)協(xié)同研發(fā)平臺中有新增交付導(dǎo)入時,供應(yīng)商工程師角色下的用戶會收到成功導(dǎo)入交付的郵件通知,或者由數(shù)據(jù)擺渡員在供應(yīng)商協(xié)同平臺直接發(fā)送郵件至對應(yīng)的供應(yīng)商負(fù)責(zé)人。

主機(jī)企業(yè)發(fā)送的產(chǎn)品數(shù)據(jù)包括工程設(shè)計物料清單結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、三維模型、二維圖形及其它數(shù)據(jù)文件。

對于數(shù)據(jù)流程，在產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)內(nèi),主機(jī)企業(yè)向供應(yīng)商發(fā)放零部件數(shù)據(jù)，供應(yīng)商回傳完成的詳細(xì)設(shè)計數(shù)據(jù)審批工作流程,如圖2所示。

▲圖2 協(xié)同研發(fā)平臺數(shù)據(jù)流程

4 實施規(guī)則

4.1 產(chǎn)品庫模板管理

(1) 產(chǎn)品庫。根據(jù)研發(fā)部門劃分協(xié)同研發(fā)庫,根據(jù)需要可擴(kuò)充產(chǎn)品庫。

(2) 文件夾結(jié)構(gòu)。按研發(fā)部門劃分一級文件夾,以合作的項目和產(chǎn)品劃分二級文件夾，存儲各項目共享數(shù)據(jù)。產(chǎn)品庫模板如圖3所示。

(3) 團(tuán)隊職責(zé)。供應(yīng)商用戶在協(xié)同研發(fā)平臺中接收主機(jī)企業(yè)數(shù)據(jù)擺渡員導(dǎo)入的交付文件,并開展詳細(xì)設(shè)計,交付設(shè)計成果至主機(jī)企業(yè)數(shù)據(jù)擺渡員。數(shù)據(jù)擺渡員實現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包在主機(jī)企業(yè)產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)和協(xié)同研發(fā)平臺之間的交互,且數(shù)據(jù)擺渡員只能通過研發(fā)域指定網(wǎng)際協(xié)議訪問協(xié)同研發(fā)平臺。產(chǎn)品庫管理員維護(hù)產(chǎn)品庫團(tuán)隊、文件夾結(jié)構(gòu),調(diào)整產(chǎn)品庫的權(quán)限策略。

▲圖3 產(chǎn)78品庫模板

4.2 賬戶管理

(1) 賬號來源。協(xié)同研發(fā)平臺是區(qū)別于企業(yè)內(nèi)部產(chǎn)品生命周期管理的獨立域。

(2) 賬號申請。協(xié)同研發(fā)平臺的數(shù)據(jù)擺渡員、供應(yīng)商用戶、產(chǎn)品庫管理員等特權(quán)用戶需單獨提交申請區(qū)別于主系統(tǒng)的協(xié)同研發(fā)平臺賬號。

(3) 域網(wǎng)際協(xié)議配置文件。數(shù)據(jù)擺渡員、特權(quán)用戶只能通過指定網(wǎng)際協(xié)議訪問協(xié)同研發(fā)平臺,賬號和網(wǎng)際協(xié)議的對應(yīng)關(guān)系存放在產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)服務(wù)器的JSON文件中。

(4) 日志跟蹤與審計。使用產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)提供的安全審計工具，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)擺渡員、系統(tǒng)管理員、產(chǎn)品庫管理員等特權(quán)用戶的系統(tǒng)行為進(jìn)行日志跟蹤與審計,以進(jìn)一步監(jiān)控對系統(tǒng)安全有影響的行為。

4.3 用戶權(quán)限矩陣

在協(xié)同研發(fā)平臺中，由產(chǎn)品庫文檔控制的用戶權(quán)限矩陣見表1。表1中，CDM-代表拒絕創(chuàng)建、下載、修改的權(quán)限，C代表創(chuàng)建，R代表讀取，D代表下載，M代表修改，T代表修改內(nèi)容。

表1 用戶權(quán)限矩陣

4.4 供應(yīng)商客戶環(huán)境要求

供應(yīng)商的研發(fā)協(xié)同集成環(huán)境需滿足以下條件:① 主機(jī)制造企業(yè)提供安裝部署軟件及集成環(huán)境、產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)工具端許可給供應(yīng)商,以便供應(yīng)商與主機(jī)制造企業(yè)系統(tǒng)自動集成;② 供應(yīng)商用戶申請獨立域賬號，與主機(jī)制造企業(yè)域賬號集成,實行嚴(yán)格的賬戶管理制度,定期強(qiáng)制修改密碼、重新認(rèn)證用戶權(quán)限等。

5 應(yīng)用實例

根據(jù)以上研究,在產(chǎn)品生命周期管理Winchill平臺上搭建協(xié)同研發(fā)平臺，并在筆者單位得到了廣泛應(yīng)用。協(xié)同研發(fā)平臺中，協(xié)同研發(fā)產(chǎn)品庫界面如圖4所示，數(shù)據(jù)包創(chuàng)建界面如圖5所示。

▲圖4 協(xié)同研發(fā)產(chǎn)品庫界面

6 結(jié)束語

設(shè)計工程機(jī)械產(chǎn)品是涉及多學(xué)科的系統(tǒng)工程,協(xié)同設(shè)計的要求越來越高,主機(jī)制造企業(yè)正在開展與高校、科研院所、零部件標(biāo)桿企業(yè)的技術(shù)合作。筆者根據(jù)工程機(jī)械主機(jī)制造企業(yè)協(xié)同研發(fā)的實際需求,基于產(chǎn)品生命周期管理構(gòu)建了一套協(xié)同研發(fā)平臺,主機(jī)制造企業(yè)的核心數(shù)據(jù)存儲于內(nèi)部產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)中,外部協(xié)同研發(fā)平臺與內(nèi)部系統(tǒng)環(huán)境完全一致,不需要中間轉(zhuǎn)換,就可以實現(xiàn)研發(fā)信息的實時分享和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的安全傳遞。

▲圖5 數(shù)據(jù)包創(chuàng)建界面