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《機械工程與自動化雜志》2014年第二期

1協同框架研究

1.1汽車集團協同架構在汽車集團企業中，整車廠作為一個核心部分，其他研發機構、供應商、合作伙伴等是輔助產品協同開發的延伸性企業。目前，整車廠的產品開發部門大都采用plm系統來對產品的設計數據進行管理，為保證整車廠和外部合作伙伴進行協同開發，本文搭建了一套全球協同平臺網絡（GlobalCooperationNetwork，簡稱為GCN），確保合作伙伴能夠直接或者間接地訪問協同平臺服務器（GCN服務器），GCN服務端需要提供相關的工具來確保擁有PLM系統的企業可以直接通過PLM系統訪問GCN服務器來獲取產品協同對象信息，同時，對于不擁有PLM系統的合作伙伴提供直接通過瀏覽器訪問GCN服務端的功能。為了支持整車廠和不同層次合作伙伴的協同并同時符合各延伸企業實際情況，需要有一種可靈活配置且擴展性強的部署架構，因此，本文提出了如圖1所示的協同架構圖。該架構是以整車廠為核心，整車廠單獨部署一套GCN服務器用于處理與協同相關的數據，整車廠與其他研發機構、供應商之間均通過GCN服務器實現產品的研發協作。該協同平臺具有如下的關鍵能力：①基于Web的一體化協同開發；②不同的PLM系統可通過協同平臺進行數據信息的交換。所有的協同數據信息都會經過GCN進行傳遞，在企業的實際應用中，可能會碰到兩種情況，擁有獨立PLM系統的合作伙伴和不擁有獨立PLM系統的合作伙伴，這時，擁有PLM系統的合作伙伴可以通過GCN將整車廠PLM數據傳遞給自身PLM系統，無獨立PLM系統的合作伙伴則直接通過Web服務器訪問GCN服務端。圖2為兩種信息傳遞方式。

1.2GCN服務端功能結構在整個協同產品開發過程中，GCN服務端起著至關重要的作用，所有的協同對象信息都會經過GCN服務端，有些需要保存至GCN服務端，有些則可能通過GCN服務端提供的工具將相關的信息傳遞到其他的業務系統中供企業快速訪問。因此，GCN服務端的結構好壞決定了協同的質量，本文設計的GCN服務端的功能結構如圖3所示。GCN服務端主要具有以下的功能：①提供訪問產品數據信息（Product）的接口，整車廠用戶和合作伙伴用戶都可以訪問與產品相關的數據信息；②提供同步協同過程（Process）的工具，在整車廠與合作伙伴協同開發產品的過程中，在雙方訪問協同對象、提交新的對象或者更新已有的協同對象時，GCN服務端可以提供同步的功能，將這些新的數據傳遞至需要的地方；③通過在整個產品開發過程中各個階段的協同，進而達到整個產品的協同開發；④在整個協同過程中，GCN服務端隨時更新通告便于雙方用戶及時了解項目的協同開發情況。企業采用這種結構來進行產品協同開發可以獲得如下的協同收益：①提供對已交付、接收內容的追蹤能力，確保使用最新信息；②安全地分隔系統數據及控制脫離系統的數據，保護知識型資產的安全；③快速、全面地溝通更改信息。

1.3協同層次劃分在汽車產品協同開發過程中必須有相應的對象、載體來支撐協同過程的實現，本文將這種支撐協同的對象、載體看成是一種“協作能力”。協作能力劃分為如下4個方面：文檔、數據包、任務、BOM。文檔是最基本的協作對象，通過對文檔對象的操作可以實現整車廠和合作伙伴間電子文檔的相互傳遞。數據包是指文檔的集合，可以將文檔對象批量打包，一起傳遞給供應商／合作伙伴。任務是在對文檔和數據包這些數據對象管理的基礎上增加了對協作過程的管理，整車廠任務給供應商處理，供應商可以對任務進行分配，參與任務的人員依據自身的權限可以查看和下載不同的文檔和數據包；同時這些任務執行人員也可以上傳文檔和數據包給整車廠的用戶，整個任務的執行過程都會被監控。BOM是組織和管理產品數據的核心，BOM數據貫穿于產品的全生命周期，并作用于設計、采購、制造和服務等各項業務，要保證BOM在生命周期內的完整性和正確性，保證設計BOM、工藝BOM、制造BOM、采購BOM、服務BOM等多視圖BOM數據的一致性。同時，本文將整車廠的供應商／合作伙伴劃分為如下類型：①上下游合作伙伴：存在產品生命周期上下游業務關系；②研發合作伙伴：存在設計委托關系；③主要部件供應商：較穩定合作關系，承擔零部件設計分包任務；④一般部件供應商：較松散合作關系，偶爾承擔某些零部件的設計分包任務。本文根據對協作能力的支持以及合作類型確定了協作的層次，將協同的層次劃分為4個級別：Level1，Level2，Level3，Level4。協同層次、合作類型和協同能力支持三者的關系如圖4所示。圖4協同層次劃分從圖4中可以看出，整車廠與一般部件供應商之間的合作層次最低，是一種簡單的合作關系，他們之間的協同對象主要有文檔和數據包；整機廠與研發合作伙伴間的合作層次較高，他們之間的協同對象除了文檔和數據包外，還有任務的協同；整機廠與上下游合作伙伴間的協作層次最高，他們之間的協同對象主要是BOM。

2應用實例

本文以國內某一汽車制造企業為例，該企業采用上面提到的協同架構，實現了整車廠與合作伙伴的協同開發過程。具體業務過程如下：首先整車廠用戶定義需求并將需求至指定的合作伙伴（異地研發機構或者零部件供應商），并及時地監控項目中各個過程的執行情況，最后驗證合作伙伴提交的解決方案；而合作伙伴用戶接收并下載委托方的需求，及時跟進各個過程執行的情況，同時提交解決方案供委托方驗證。在整個協同開發過程中，可以給協同對象授予不同的權限，有些協同對象是僅供整車廠預覽的，有些協同對象是可以供整車廠下載使用的，還有些是可以相互修改、共同訪問的。該汽車集團企業采用該框架協同開發后達到了如下的效果：①徹底取消紙質載體的圖紙、光盤或U盤等形式的技術文件傳遞，全面提高協同任務、信息和交付物的傳遞及時性，提高溝通的頻度并降低溝通成本；②通過協同平臺提供的版本和可追溯控制機制，顯著減少變更引發的各種錯誤和損失；③整車廠和集團內關鍵零部件供應企業的研發信息化支撐能力顯著提升，同時，企業內跨部門協同效能顯著提高，研發周期和質量均得到顯著改進。

作者：馬勝單位：華中科技大學國家CAD支撐軟件工程技術研究中心