前言
整车/系统零部件开发和制造面临的复杂性和挑战，迫使企业必须采用先进的方法和工具，提高数据的准确性和流程效率。整车产品开发中配置化BOM的快速构建是保证客户个性化需求的关键，整车的开发周期和设计质量直接影响着车企的市场竞争力，提高主机厂内部研发设计的协同效率，可有效缩短整车开发周期。
随着我国制造业的发展、产品的丰富，越来越多的企业都需要与供应商进行协同开发，逐渐形成了一家主机厂对几十家甚至上百家的供应商进行协同开发的模式，协同过程中涉及到大量的数据交互，而现有信息交互的过程中，手工操作的工作内容太多，工作效率低，信息不安全，操作无法跟踪，成本高且工作效率低下。
目前，如何利用先进的方法和工具制定切实可行的方案，构筑统一的协同研发平台，缩短研发周期、提高设计质量，安全可靠的研发定制化的汽车产品成为各车企亟待解决的难题。
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基于Teamcenter的整车产品数据设计协同系统
针对汽车研发的现实需求，结合汽车开发主机厂实践经验，本文提出一种基于Teamcenter的整车产品数据设计协同系统及方法，结合数据加解密技术，实现整车协同研发高效且安全的进行。
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基于Teamcenter的整车产品数据设计协同系统的技术方案
基于西门子Teamcenter平台，本文提出了一种汽车行业产品数据协同设计系统解决方案，该系统集成3D建模软件CATIA V5构建，包含产品数据协同设计模块和供应商数据交换系统，所述产品数据协同设计模块包括基于3D建模软件CATIA V5的在线协同设计、本地EBOM数据结构导入及检查、产品电子签审、发布及产品设计协同更改，其特征是：所述Teamcenter平台通过集成3D建模软件CATIA V5进行整车产品的多据点协同开发设计，并设有同步数据上传和下载模块，所述整车产品在客户终端工作站上完成在线设计后，把产品设计数据最新更改信息保存到Teamcenter平台；所述EBOM数据经Teamcenter平台开发接口导入系统进行产品配置；产品数据在线设计和EBOM结构配置协同进行并互不干扰；所述整车产品数据采用多版本方式存储至系统服务器，通过对版本信息提交评审流程完成电子签批和发布，同时，新的设计更改可通过修订新的数据版本方式完成；所述西门子Teamcenter平台集成了供应商数据交换系统，该中间平台实现了对过程数据、正式数据、交互过程信息的有效管理和追溯。通过该中间平台，远程供应商只需点击通知邮件中的链接，即可通过防火墙访问WEB服务器的方式进入该平台完成数据包的下载，并由平台自动识别下载状态并反馈信息，告知主机厂工程师供应商接收数据的状态。系统组成结构如下图1所示。
图1 基于Teamcenter的整车产品数据设计协同系统组成结构
1.1.1
基于Teamcenter的整车产品数据协同设计系统特征
含有系统维护模块，由系统管理人员设置使用本系统的人员、整车数据设计结构模板、3D和2D数据类型及属性信息、标准件数据库，并按照QC/T326-2013《汽车标准件产品编号规则》相关标准进行整车研发标准数据维护；数据加解密模块，对上传数据解密，对下载数据自动加密；企业知识库模块，由系统管理人员维护，集合系统相关的设计规范、帮助文档、标准法规及车型项目结构模板等，为系统使用人员实时解决在线问题；数据上传/下载模块，主机厂产品设计人员将本地或在线设计数据上传到Teamcenter平台服务器，或者从服务器下载过程数据至本机；供应商数据交换系统集成模块，当主机厂在线产品数据设计信息发生更改时，主机厂工程师直接通过Teamcenter平台协同设计在线提交更改要求及数据模型给远程供应商，中间通过电子审批、数据加解密实现相关数据的自动筛选，并自动传输至数据交换平台，供应商通过数据交换平台上传/下载相关信息而实现远程数据交互。产品数据协同设计系统功能模块示意图如下图2所示。
图2 基于Teamcenter的整车产品数据设计协同系统功能模块示意图
1.1.2
基于Teamcenter的整车产品数据协同设计系统方法
基于该整车产品数据协同设计方法可构建上下游创新协同设计交互应用管理平台，该平台的特点是：在所述整车产品数据协同设计系统基础上，采用整车数据设计结构模板搭建出整车结构，利用EBOM本地接口导入方式分解出单一配置的实例化车型结构，通过集成的CATIA V5软件完成结构下产品数据的在线设计、存储、电子签审与修订，同时，主机厂设计人员通过系统集成的供应商数据交换系统与远程供应商实现设计更改实时交互。其中，设计更改的步骤包括，在Teamcenter平台搭建完成整车顶层结构树之后，1)通过BOM数据导入接口将实例化车型结构、组块结构及组块、零件、标准件数据信息导入Teamcenter平台，2)利用平台集成的CATIA V5工具加载数据后选择对应的3D、2D数据模板，调整整车坐标系后展开企业内部协同设计，3)单个数据设计完成后即可进行保存版本信息操作，随时检查整车协同设计状态，完成后可提交发布评审工作或放弃发布操作，4)产品数据无论处于任何阶段，均可以随时在线发起供应商数据交流申请单，通过集成的供应商数据交换系统，完成供方设计协同。该方法的协同设计交互应用管理平台如下图3所示。
图3 产品协同设计交互应用管理平台
1.1.3
基于Teamcenter的供应商系统协同设计系统工作原理
供应商协同设计，采用Teamcenter作为供应商核心管理平台，实现主机厂与供应商数据交互管理，功能范围包括供应商信息管理、数据发放申请、数据上传与下载管理、上传数据的审核和驳回、数据发放进度与状态、日志查询及供应商下载与上传数据确认。供应商协同设计工作原理如图4所示。
图4 供应商协同设计工作原理
主机厂-供应商数据交换的流程共由三个环节即Teamcenter平台、中间供应商数据交换系统和供应商组成。主机厂在Teamcenter平台上构建产品数据的源头，建立以EBOM为核心的产品数据库，工程师在系统内将设计交流的产品数据处理后并提交在线数据发放申请单，经电子化审批，系统自动打包上传产品数据到中间供应商数据交换系统，供应商数据交换系统将对数据内容、提交人及需要接收的供应商进行系统内验证，验证合格后自动发送邮件通知供应商下载数据，并在供应商下载数据后及时发送邮件通知提交人。反之，基于主机厂工程师的数据申请单，供应商回传数据需上载到中间系统供应商数据交换系统，并自动发送邮件通知主机厂的工程师及时下载、审核或驳回。中间供应商数据交换系统对往来传输数据实时监测，自动发送邮件通知系统内部用户或供应商登录供应商数据交换系统做相应处理。
为兼顾数据安全及传输效率，供应商回传数据到中间系统供应商数据交换系统后，可通过两种方案处理回传数据，一种方案是通过审核数据自动回传到Teamcenter平台；另一种方案是数据不自动回传到Teamcenter平台，而是由供应商数据交换系统处理后直接通知主机厂方责任工程师下载至本地审核合格后上传到基于Teamcenter的整车产品数据设计协同系统。主机厂与供应商数据交互流程见图5。
图5 供应商协同设计数据通知单交互方案
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相关技术比较
依据汽车产品设计的客户需求、产品组成、产品技术、制造过程、项目管理等重要因素，将依靠主机厂内部协同设计-独立供应商管理平台管理模式、主机厂内部协同设计-传统的邮件传输管理模式与基于Teamcenter的多据点多地协同设计技术管理模式进行比较，如表1所示。
主机厂内部协同设计-独立供应商管理平台模式虽然解决了主机厂高频的设计协同、供应商以客户端(C/S，Client/Server)进行数据安全传输交换问题，但主机厂设计与供应商管理分离，协同性差、且供应商必须安装相应的客户端，对供应商的信息化建设要求高，对大部分供应商来说不够经济适用且存在设计变更不同步的风险，故通常复杂产品设计不宜采用；主机厂内部协同设计-传统的邮件传输模式虽然网络负载轻，对供应商的信息化建设要求低，但主制造商-供应商在邮件传输过程中多次加解密、且工程更改频繁时时易滞后出错，效率低下、保数据安全性低且可追溯性差；基于Teamcenter的多据点多地协同设计管理模式是B/S(Browse/Server)结构模式和C/S(Client/Server)结构模式的联合应用，网络负担轻，数据安全性高且可追溯性好。
表1 多模式对比
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结论
基于Teamcenter的整车产品数据设计协同系统及方法结合数据加解密技术、系统集成技术，在改造现有网络的基础上，解决了目前大部分汽车主机厂面临的跨地域产品设计、制造和供应链协同难题，数据接口技术的利用保证了车型开发数据结构的准确性和一致性，各类模板的运用提高了研发效率，有利于产品规范化，模块化开发。
系统集成了供应商数据交换系统，通过在线数据交流，高效便捷的解决供应商协同设计问题。通过多方数据实时交换，形成按模板搭建结构、接口导入BOM配置车型、多方数据同步、在线电子签批和发布，实时设计变更的工作流程，此方法亦可在除汽车之外的任何机械产品开发领域推广应用。