2015产品创新数字化征文：协同设计平台VPM系统应用研究

0 前言

    企业协同设计既有异地协同设计又有专业之间的协同，要求不同专业不同地域的设计人员之间能快速及时查看设计过程和结果，随着自主程度的提高，企业越来越注重设计方法和协同能力。协同设计顾名思义设计人员在同一个平台上，各个专业之间联动设计，各个专业之间协同更改快速响应。

    目前大部分制造企业协同设计通过PDM系统来实现，但是作为产品生命周期管理平台，更多存储管理的是正式的已经发布的有效数据，设计人员一般在工程详细设计阶段时查看存储数据，而前期的造型设计阶段及多方案设计阶段，PDM系统无法满足要求。用户设计过程中和其它专业零件的干涉情况校核时，或者零件周边参考数据时，在PDM系统中通过零部件的名称或者编号来搜索这些零部件，打开多个大的装配进行挑选，既消耗时间又对机器的性能带来挑战，且不能保存这些信息，每次只能重复这些操作。当产品零件发生变更时，在设计过程中的前期沟通一般在线下进行，很容易发生遗漏变更或者冗余信息，由于未能及时获得变更信息造成时间浪费和错误设计。

    VPM系统针对各个专业之间广泛而复杂的关联设计，其定位就是产品开发过程中，各个专业之间过程数据的管理，它和CATIA软件进行集成，用户在CATIA中直接调用VPM系统中的数据进行设计，用户也可以直接保存设计过程数据到服务器。VPM作为一个IT服务平台，只有用户把VPM作为工作环境，才能有效的发挥其协同作用。

    下面就VPM系统在协同设计方面的各个层面进行详细阐述。

1 系统功能分析

    VPM协同设计平台的业务模式如图1所示，作为PDM系统的前端应用平台，包含有基本的数据管理、文档管理、流程管理等，下面对主要功能进行描述。

    1) 多方案数据管理：可通过多种方案数据并存，多方案的版本记录，含非发布过程方案数据，方案之间进行比较快速形成新的升级方案甚至方案的重用，通过VPM有条件保存各种设计方案及相关的分析报告，以及最终选定的方案，尤其是选定方案的评估报告，这将成为今后设计的知识积累。因为很多想法是在工程师的大脑中，通过VPM将思考过程记录下来。

    2) 车型配置管理：可直接在系统中创建多个配置，包括不同的产品配置，设计人员根据这些配置搭建BOM结构，也可以根据这些配置设置条件，方便用户通过条件过滤查看数据。

    3) 设计边界条件设置：可以设置零件周边设计环境的过滤、坐标系统管理（借用件实例坐控制）、设计检查问题记录及跟踪，检查环境的记录等等。

图1 VPM协同设计平台的业务模式

    4) 更改通知：所有设计数据均默认保存至服务器中，VPM系统通过成熟度管理数据的发布，达到成熟条件的数据，可以上传到PDM系统中，发生变化也实时同步更新，并提示相关人员更新最新数据及变更，不同模型通过“发布-关联-驱动”的机制、通过空间位置的“参考”机制或“约束”机制，通知相关人员并进行协同。

    5) DMU校核：建立自顶向下及自下向上的关联设计方法，通过轻量化的数字模拟装配出数字样机，实现贯穿设计前、设计中、设计审批的DMU审核，所有交付的数据均必须经过DMU的校核（与周边零件不能有干涉），包括公差分析、以及其他的分析（如外观、法规等等）。

    6) 数据查询：既能通过特定对象的搜索查询数据，也能通过属性、空间、配置等方式对产品数据进行过滤。

    7) 同步工程：工艺仿真平台可以直接集成到VPM，包括装配、焊接等等，从而工艺人员可以获得最新的产品设计数据，进行工艺的仿真验证，并将结果返馈设计人员，设计过程中工艺人员也要参与到产品设计中来。

2 业务场景应用

    根据VPM系统的应用规则，在实际业务场景应用中一般包含以下内容：

    1) IT性能要求

    VPM系统作为设计过程数据的管理工具，多用户实时在线设计及保存数据，庞大的数据量需要向VPM系统传输，这就要求保证服务器的性能配置较高，且根据用户实时在线的点数调整服务器各个性能指标。异地协同用户还要考虑网络带宽的问题，一般会在异地建立副本站点，否则用户使用观感效果不好，对系统应用会大打折扣。