基于ENOVIA V6的PLM功能研究

        现代企业随着信息技术的应用，生产效率得到了大幅度的提升。与此同时企业中的产品信息呈现出爆炸性的增长趋势，难以依靠人工进行维护和管理，必然导致信息利用率低下，反而制约了企业对新产品上市、产品售后维修、向供应商订货、向客户交付产品、产品设计变更等多方面的快速响应。产品生命周期管理(PLM)是一项新的战略商业模式，支持协作设计、管理、产品信息（包括该产品图纸、文档、工艺等）一体化，将人、流程和技术贯穿企业产品从生产到消亡的整个过程，具体体现为：设计、工艺、产品、用户使用，协调和处理信息整个产品价值链中不同的主题-1J。本文针对达索公司推出的PLM产品ENOVIA V6系统进行功能阐述。

    1 相关模块

    1.1 项目管理模块

    ENOVIA项目管理围绕项目和产品两个核心点，集成了MSPROJECT软件，为项目组合管理、项目规划、任务分解、项目审批、项目跟踪、项目调整、项目验收归档提供了完整成熟的解决思路和工具。另外，项目管理可以和资源和交付文档紧密结合起来，对项目过程进行严格跟踪控制。建立以项目为核心的项目费用管理，项目团队管理，项目问题管理，项目风险管理等，有助于设计人员和管理人员及时调配项目资源，解决项目进展中问题如图1所示。

    图1 ENOVIA V6系统项目管理结构图

    1)项目组成员完成与项目有关的技术文档，例如可靠性文件、项目技术指标、工艺解决方案等编制工作，进行审批完成后，可以提交项目经理，项目经理实时完成对项目WBS任务的更新。

    2)项目组成员完成与项目有关的零配件的电子电路图，三维设计图等编制工作，经过各部门协同校对、审批、会签后，作为任务的交付物，交由产品工程项目经理审核，项目经理完成WBS任务的更新。

    3)最终，所有的项目进度都反映在项目WBS计划中，便于高层管理人员进行宏观决策管理。

    PLM与ERP系统中均包含项目管理模块，ERP系统中的项目管理侧重于对项目时间和费用的管理，而PLM系统中的项目管理则侧重于项目的任务和资源的管理。能够通过将ERP和PLM进行集成，实现“对项目涉及的全部工作进行有效地管理。如下表一所示，在PLM系统中从与其集成的ERP系统中获取各类费用，进行项目成本和预算管理，解决了手工抽取数据的海量工作以及由此带来的误差。

  1.2 配置管理模块

    产品配置管理(Product Configuration Management)是对产品结构与配置信息和物料清单(BOM)的管理、产品配置把产品定义的全部数据，包括几何信息、分析结果、技术说明、工艺文件、合同订单和质量文件等，都与产品结构建立了联系，较为方便地体现出某一项变化所造成的影响。

    产品配置可以为企业不同业务部门确定满足特定需要的产品配置，为销售或客户提供一个产品定制的空间，用户可以根据可选项目来进行选购和定制，获得满足个性化需求的产品；在产品规划阶段，它可以帮助设计人员进行总体模块的确定，并设定相互之间的约束关系和可选项目；便于设计人员维护产品的设计和变更历史，并且通过简单的日期设定，便能追溯到先前的产品设计，进行设计的重利用。图2为产品结构与配置管理设计过程模型：

    图2 产品结构与配置管理设计过程模型

    1)ENOVIA提供知识库的模块，知识库里面包含着产品零部件、产品装配系统图、图纸文档等所有产品与项目的信息。产品库中BOM的结构树是对知识库中相关信息的一个组合，并最终分散存储于知识库中。

    2)设计人员通过参考既有产品模型，根据产品配置定义规则，来确定最终产品采用哪些版本、可选件、替换件等。这样，企业可以利用产品配置管理提供的按配置规则实现配置功能，最大限度地利用已有的设计数据，减少新设计的工作量，从而缩短新产品结构配置管理的理论、方法与问题研制周期，在市场竞争中处于有利的地位。而所有这些只有当企业有了一定的技术积累后，企业产品库中存在产品结构单元的各种不同状态和条件的版本方能实现。

    3)最终对新配置产品，进行结构、参数、可靠性等众多技术指标的评估，以确定该产品配置的稳定性、有效性。

    2 系统集成

    2.1 仿真分析

    仿真分析(CAE)在帮助企业缩短产品设计周期，降低产品设计成本方面起到了重要的作用。仿真分析应用的增多也随之产生了大量的仿真数据，这些数据涉及了产品性能的方方面面，是企业主要的智力资产。因此有必要采用仿真数据与流程管理系统对CAE分析流程进行有效管理，以实现企业智力资产的重用与推广。

    仿真数据管理除了传统数据管理中的角色、权限、版本控制与更改等基本内容外，还涉及了自身独特的需求，其中包含与仿真分析所涉及到的众多的工具软件进行集成；管理仿真分析中所涉及到的材料，载荷，模型文件等主要仿真分析输入；采用多层次的系统IT架构传输与管理仿真分析中产生的大容量的结果文件（单个计算结果超过10G）；实现仿真系统与高性能计算机系统之间的集成；针对研发部门多地化的现状实现异地数据协同等等．要实现一个真正意义上的仿真数据管理平台就需要全面系统的解决以上提到的从IT架构到技术应用层面的各种问题。

 ENOVIA V6系统完成了与达索SIMULIA SLM系统的集成，并发挥着PLM系统强大的数据管理与协同能力，提供真正意义上的企业级全生命周期的仿真数据与流程管理。既可以单独管理企业现有的众多的分析数据，又可以管理仿真分析的众多流程。达到共同构建仿真分析验证平台，整合产品生命周期管理及仿真技术，集知识水平、客户基础于一体的系统。图3为SIMULIA系统与PLM系统集成页面巾仿真分析过程。

  

    图3 SIMULIA系统与PLM系统集成页面中仿真分析过程

    1)PLM ENOVIA系统与SIMULIA系统，同属于达索旗下产品，两个系统对接技术成熟、稳定，从仿真数据的输入到仿真数据的输出都可以在PLM系统内自动完成，极大的提高了输入源的无误性、保留输出信息的完整性。

    2)把仿真分析输入、输出与相关的产品零组件进行关联，存放于PLM系统知识库中，并有效的进行版本控制管理。对于后续检索，一方面可以从零组件进行关联度搜索，另一方便可以对仿真项目、数据、文件等资源实现多关键字组合查询、多层次查询和多条件模糊查询进行追踪仿真结果。

    3)PLM系统与SIMULIA系统之间进行数据交互，实现仿真数据和设计数据之间的有效关联和协同更改，而在大规模加工制造产品应用中由于产品设计的复杂性和关联性，这一点显得尤为突出，如：仿真的数据需要保持与设计数据同样的数据结构，SIMULIA可以与PLM系统中广泛使用的CATIA进行深度集成，形成设计到仿真的无缝关联。

    2.2 数字化制造

    DELMIA和3DVIA Composer是达索公司旗下的两款优秀软件，再此我们采用这两款软件搭建数字化制造平台，构建加工装配工艺仿真验证系统，进行工艺设计，最终通过PLM协同平台进行数据的管理与发放。

    1)使用DELMIA进行零件工艺设计、装配工艺设计、装配工艺布局设计和优化、人机仿真、工艺仿真及优化与装配指令编制，实现机器人仿真和离线编程。

    2)使用3DVIA Composer进行三维轻量化文档的编制和输出，包括三维的工艺文档、维护手册、使用说明等。从该系统中输出AO装配指令、FO加工指令、MBOM、零组件配套表、标准件配套表等到ENOVIA协同平台中。

    3)ENOVIA协同平台系统将EBOM/DBOM和三维模型数据传递给DELMIA；DELMIA在AO设计完成后，将AO、MBOM传递给协同平台系统。

    4)从协同平台接收具有相关属性的3D产品数据和EBOM/DBOM。

    5)从工装设计等部门获取和产品装配等相关的3D资源模型数据（包括工装、工具、刀具、设备或者厂房等）．并建立资源库。

    ENOVIA和DELMIA系统之间的数据无缝连接传递数据(DELMIA可以通过中间格式(STP)接受其他设计软件(Pro/E、UG等)的三维模型），具体的数据流如图4所示：

    图4 ENOVIA和DELMIA系统之间的数据传输简图

    3 应用案例

    如图5所示，为某企业PLM协同平台总体功能构架，该企业PLM平台采用达索ENOVIA V6系统，以项目管理为主线，以研发制造过程为基托，建立统一化、标准化、体系化的数字样机协同设计平台，实现机、电、软、测多专业协同设计。全面支持相关行标在该企业的落地最终实现：设计方法体系化，设计环境标准化，设计软件统一化，设计样机数字化。

    图5  某企业PLM系统平台总体功能架构图

    根据该企业需要，PLM平台规划为5大子平台：项目管理平台、仿真分析验证平台、多学科协同设计平台、数字化制造平台、服务维护平台，完成：

    1)建立统一的数据源，实现项目全生命周期的数据共享和可追溯，满足管理要求；

    2)对业务流程的分析和优化，大力提高研制效率；

    3)建立面向设计、协同、仿真、分析、制造系统，在研发阶段可以早期发现设计缺陷，实现质量的“事前预防”；

    4)以型号工程为导向，实现项目、业务流程和数据的纵向一体化，实现透明、敏捷的项目管理；

    5)建立跨部门、整个供应链的并行产品开发组织，打破部门和专业界限，提高多专业、供应链的协同流程效率。