構(gòu)建工程機(jī)械行業(yè)全球協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)

1、<p>　　構(gòu)建工程機(jī)械行業(yè)全球協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)</p><p>　　在工程機(jī)械行業(yè)從“過(guò)熱發(fā)展”轉(zhuǎn)向強(qiáng)健自身時(shí)，在大型集團(tuán)走向國(guó)際化、全球化時(shí)，布局國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品研發(fā)機(jī)構(gòu)、突出核心技術(shù)創(chuàng)新、構(gòu)建全球協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)成為必選的方向。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)源頭，集中優(yōu)勢(shì)資源協(xié)同設(shè)計(jì)，“降本”“增效”以及“提高質(zhì)量”的效果將尤為顯著。 </p><p>　　“十一五”是國(guó)內(nèi)工程機(jī)械行業(yè)產(chǎn)銷(xiāo)量倍增的五年，行業(yè)

2、規(guī)模總量躍居世界首位。行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)的是規(guī)模的擴(kuò)張、資金的充裕、結(jié)構(gòu)優(yōu)化和整體素質(zhì)的提升，但某些環(huán)節(jié)仍顯滯后，例如：產(chǎn)品技術(shù)、質(zhì)量、服務(wù)等環(huán)節(jié)。國(guó)家宏觀調(diào)控政策有效控制了行業(yè)的盲目增長(zhǎng)，扭轉(zhuǎn)多年來(lái)以“快”為主、“快”在“好”之前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，向“又好又快”、“好字當(dāng)頭”轉(zhuǎn)變。然而，一些過(guò)快過(guò)熱的經(jīng)濟(jì)體仍迎來(lái)了重大挑戰(zhàn)和考驗(yàn)，特別是工程機(jī)械行業(yè)，市場(chǎng)極速壓縮，產(chǎn)能過(guò)剩、貨物積壓、資金流轉(zhuǎn)等，競(jìng)爭(zhēng)愈加劇烈。此時(shí)，走國(guó)際化的道路、搶占海外市

3、場(chǎng)、引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)成為行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)或持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略。而產(chǎn)品研發(fā)仍將作為核心競(jìng)爭(zhēng)力成為支撐戰(zhàn)略的重要抓手，工程機(jī)械行業(yè)必將在“十二五”完成全球協(xié)同設(shè)計(jì)方面的突破。 </p><p><b>　　全球協(xié)同設(shè)計(jì)概念 </b></p><p>　　協(xié)同設(shè)計(jì)從字面理解為設(shè)計(jì)人員合作一起來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員通過(guò)系統(tǒng)平臺(tái)獲得任務(wù)及相關(guān)資料；按照標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范要求進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)并交付結(jié)果

4、到系統(tǒng)平臺(tái)；實(shí)時(shí)關(guān)注相關(guān)設(shè)計(jì)的變化：實(shí)時(shí)通過(guò)系統(tǒng)平臺(tái)與合作者交流；各取所需、秩序工作，從而協(xié)作完成指定的產(chǎn)品設(shè)計(jì)任務(wù)。 </p><p>　　全球協(xié)同設(shè)計(jì)則在協(xié)同設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，增加了跨公司、跨地域、跨國(guó)度的協(xié)同。是為了實(shí)現(xiàn)大型團(tuán)隊(duì)協(xié)同設(shè)計(jì)、突出整體效果而采用的設(shè)計(jì)模式。 </p><p>　　全球協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)構(gòu)建體系 </p><p>　　如何來(lái)構(gòu)建一個(gè)全球協(xié)同設(shè)計(jì)

5、平臺(tái)呢？在此只根據(jù)自身的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)給些方向和建議。 </p><p>　　1、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用 </p><p>　　公司級(jí)的局域網(wǎng)、集團(tuán)級(jí)的城域網(wǎng)的構(gòu)建是網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。 </p><p>　　通過(guò)租用專(zhuān)線，將異地納入城域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)主流異地?cái)?shù)據(jù)信息的交互，包括異地研發(fā)機(jī)構(gòu)。 </p><p>　　通過(guò)intemet網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)短期的、網(wǎng)絡(luò)漫游方式的信息

6、交互。 </p><p><b>　　2、硬件架構(gòu) </b></p><p>　　工程機(jī)械行業(yè)在國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)基地或研發(fā)中心的部署已成規(guī)模，而解決異地乃至全球協(xié)同設(shè)計(jì)的硬件構(gòu)架通常有聯(lián)邦式架構(gòu)和一體式架構(gòu)（見(jiàn)圖1）兩種部署模式。接下來(lái)以4家子公司協(xié)同設(shè)計(jì)為例，對(duì)比硬件構(gòu)架模式。 </p><p>　　聯(lián)邦式架構(gòu)至少需要5臺(tái)應(yīng)用服務(wù)器、5個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)

7、器；優(yōu)點(diǎn)：初始硬件投入較少：缺點(diǎn)：子公司數(shù)目在5個(gè)以上時(shí)，投入總和較大，跨公司間數(shù)據(jù)交互頻繁，且不適于集團(tuán)公司持續(xù)擴(kuò)張。 </p><p>　　一體式架構(gòu)至少需要4臺(tái)應(yīng)用服務(wù)器、1個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。優(yōu)點(diǎn)：子公司數(shù)目在5個(gè)以上時(shí)，投入總和較小，系統(tǒng)集成度高，能夠適應(yīng)集團(tuán)公司持續(xù)擴(kuò)張。缺點(diǎn)：初始硬件投入較大； </p><p>　　在此僅推薦大于5個(gè)子公司的集團(tuán)全球協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)一體式架構(gòu)（見(jiàn)圖2

8、）硬件部署。 </p><p><b>　　3、系統(tǒng)軟件平臺(tái) </b></p><p>　　（1）CAD的兼容效果 </p><p>　　在大型工程機(jī)械企業(yè)，二維CAD已普及應(yīng)用。三維設(shè)計(jì)取代二維也已成為必然趨勢(shì)已在各家公司持續(xù)推進(jìn)。 </p><p>　　二維CAD對(duì)協(xié)同設(shè)平臺(tái)的要求較低，但三維CAD的選型與應(yīng)用基礎(chǔ)則

9、影響到協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)的選型和推進(jìn)。協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)將著重于基礎(chǔ)庫(kù)、設(shè)計(jì)規(guī)范、模型轉(zhuǎn)換、設(shè)計(jì)理念等方面的管理和提升，對(duì)CAD的支持和兼容程度將直接影響協(xié)同設(shè)計(jì)的效果。 </p><p>　?。?）支持多層組織架構(gòu)的協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái) </p><p>　　大型集團(tuán)公司，協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)的組織架構(gòu)至少應(yīng)分為三個(gè)層級(jí)集團(tuán)層級(jí)、子公司層級(jí)、產(chǎn)品系列級(jí)，支持各層級(jí)的權(quán)限分配和數(shù)據(jù)管控。如：集團(tuán)層級(jí)的通用模型、通用標(biāo)

10、準(zhǔn)、通用符號(hào)、通用模板：子公司級(jí)模板、產(chǎn)品級(jí)設(shè)計(jì)規(guī)范等設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。 </p><p>　?。?）統(tǒng)一規(guī)范的三維設(shè)計(jì)方法 </p><p>　　自頂向下的設(shè)計(jì)方法：在滿足產(chǎn)品功能、性能以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，將一個(gè)大型產(chǎn)品的設(shè)計(jì)任務(wù)經(jīng)過(guò)骨架模型的建立，規(guī)劃分解出多個(gè)滿足小規(guī)模、簡(jiǎn)單功能、空間范圍、關(guān)聯(lián)要求、可個(gè)人實(shí)現(xiàn)等要求的零部件，分配給多人進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)的方法。 </p><

11、p>　　設(shè)計(jì)規(guī)范：統(tǒng)一的設(shè)計(jì)規(guī)范是協(xié)同設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，用于指導(dǎo)設(shè)計(jì)人員規(guī)范的完成設(shè)計(jì)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)可協(xié)同、多重用、易加工、易裝配等目標(biāo)，例如：三維管路設(shè)計(jì)規(guī)范、三維電纜設(shè)計(jì)規(guī)范、通用建模設(shè)計(jì)規(guī)范、總體設(shè)計(jì)規(guī)范、分系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范等等。 </p><p>　　設(shè)計(jì)規(guī)范和設(shè)計(jì)方法是協(xié)同設(shè)計(jì)項(xiàng)目的重要交付。要建立持續(xù)完善的機(jī)制，在后期不斷新增或完善。 </p><p>　?。?）三維設(shè)計(jì)基礎(chǔ)庫(kù)的建立

12、</p><p>　　三維設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)庫(kù)包括標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)、通用件庫(kù)、符號(hào)庫(kù)、模板庫(kù)等等，這些基礎(chǔ)庫(kù)應(yīng)在項(xiàng)目實(shí)施期間交付，并指定相關(guān)運(yùn)維流程甚至運(yùn)維組織來(lái)保證后期的持續(xù)更新完善。 </p><p>　　如果已經(jīng)有了集團(tuán)一體化的物料數(shù)據(jù)管控平臺(tái)，例如ERP或PDM，那么，就有了相關(guān)的零部件分類(lèi)和編碼的管理，標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)和通用件庫(kù)因與物料相關(guān)，建立時(shí)必須考慮將模型對(duì)應(yīng)的物料編碼、分類(lèi)等相關(guān)屬性定義在庫(kù)模型

13、參數(shù)中，保證設(shè)計(jì)選用時(shí)相關(guān)屬性的帶出，確保CAD物料信息的統(tǒng)一、準(zhǔn)確 </p><p>　　（5）關(guān)聯(lián)的工程變更 </p><p>　　頻繁的工程變更是工程機(jī)械行業(yè)設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)的特點(diǎn)，用戶(hù)需求的變化、供應(yīng)商的變化、產(chǎn)品成熟度等均可能引起工程變更。全球協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)通過(guò)變更管理實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)變更有效、全面、快速的執(zhí)行。 </p><p>　　按照協(xié)同業(yè)務(wù)范圍可分為四層： <

14、/p><p>　　設(shè)計(jì)部門(mén)內(nèi)部：三維模型與二維圖紙的關(guān)聯(lián)，三維模型的變更，二維圖紙、設(shè)計(jì)BOM、虛擬樣機(jī)可獲得更新。另，在多人協(xié)同設(shè)計(jì)過(guò)程中，A設(shè)計(jì)的模型更改后，與之有設(shè)計(jì)參考或裝配關(guān)系的設(shè)計(jì)B可獲取更新后的版本。 </p><p>　　企業(yè)內(nèi)部：設(shè)計(jì)的變化通過(guò)變更管理通知到與之關(guān)聯(lián)的工藝、制造、服務(wù)等，完成跨部門(mén)業(yè)務(wù)。 </p><p>　　全球化企業(yè)級(jí)設(shè)計(jì)的變化通過(guò)

15、變更管理通知到異地，通知到海外，并關(guān)聯(lián)到異地或海外不同的制造工藝、配套、法規(guī)等。例如：中國(guó)版的設(shè)計(jì)變化通知到與之關(guān)聯(lián)的美國(guó)版的設(shè)計(jì)。 　　企業(yè)外部擴(kuò)展：設(shè)計(jì)變化通過(guò)變更管理通知到相關(guān)的設(shè)計(jì)伙伴或者供應(yīng)商。 </p><p>　　（6）三維模型輕量化 </p><p>　　輕量化模型技術(shù)，在保證三維模型可瀏覽、標(biāo)記、測(cè)量情況下，將模型轉(zhuǎn)換為占據(jù)空間較小的文件，使網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸快速，使服務(wù)器和

16、網(wǎng)絡(luò)壓力減小，使仿真、展示、技術(shù)文檔審批、供應(yīng)商協(xié)同、跨公司協(xié)同等業(yè)務(wù)更便于實(shí)現(xiàn)。 </p><p><b>　?。?）數(shù)據(jù) </b></p><p>　　協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)數(shù)據(jù)的難點(diǎn)在于三維模型，首先是歷史模型，通常未實(shí)施規(guī)范設(shè)計(jì)的三維模型是不能直接導(dǎo)入系統(tǒng)的，如果歷史模型量很大，需要在項(xiàng)目期間完成部分產(chǎn)品的模型規(guī)范和導(dǎo)入，然后制定后續(xù)產(chǎn)品的進(jìn)入計(jì)劃，逐步豐富數(shù)據(jù)。 &l

17、t;/p><p>　　已有數(shù)據(jù)量和數(shù)據(jù)增量是衡量系統(tǒng)應(yīng)用程度的重要指標(biāo)，也是使用戶(hù)信賴(lài)系統(tǒng)、發(fā)揮系統(tǒng)作用的必要基礎(chǔ)。 </p><p><b>　?。?）接口 </b></p><p>　　CAD接口，實(shí)現(xiàn)三維模型、輕量化模型、二維工程圖、物料信息、設(shè)計(jì)BOM等數(shù)據(jù)在協(xié)同平臺(tái)上的實(shí)時(shí)存寫(xiě)。 </p><p>　　跨系統(tǒng)接口，

18、考慮到工程機(jī)械產(chǎn)品離散、多變的特點(diǎn)，建議少量的開(kāi)發(fā)集成接口，多采用中間文件的接口格式，可考慮多種報(bào)表、例如：新增物料、設(shè)計(jì)BOM、服務(wù)BOM等，提供給CAPP／ERP／CRM／SRM／MES等系統(tǒng)平臺(tái)。 </p><p>　?。?）即時(shí)交流平臺(tái)的輔助協(xié)同 </p><p>　　設(shè)計(jì)人員通過(guò)即時(shí)交流平臺(tái)進(jìn)行技術(shù)交流，圖文并茂、視頻交流、工作組討論等方式，使構(gòu)思、意圖、裝配關(guān)系等更清晰，使協(xié)同

19、更具體、更全面。 </p><p>　?。?0）新的理念或新的工作方式 </p><p>　　單點(diǎn)設(shè)計(jì)到協(xié)同設(shè)計(jì)：打破地域限制，部門(mén)限制、專(zhuān)業(yè)限制，處于同一平臺(tái)進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)，提升資源共享、資源調(diào)配、遠(yuǎn)程協(xié)助能力，提升團(tuán)隊(duì)協(xié)同設(shè)計(jì)能力。 </p><p>　　串行設(shè)計(jì)模式到并行設(shè)計(jì)模式：例如：跨專(zhuān)業(yè)間的并行，以往液壓和電氣的設(shè)計(jì)因需要參考結(jié)構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)，需要等結(jié)構(gòu)件設(shè)

20、計(jì)定稿后才能開(kāi)始，而通過(guò)協(xié)同設(shè)計(jì)可以取得參考后就開(kāi)始設(shè)計(jì)，并可根據(jù)結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)的變更通知作出變更?？绮块T(mén)的并行，以往的工藝設(shè)計(jì)需要等整部件設(shè)計(jì)圖檔審批完成后進(jìn)行，通過(guò)協(xié)同平臺(tái)可以在設(shè)計(jì)完成狀態(tài)之后審批狀態(tài)之前就可介入?？偟膩?lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)后續(xù)業(yè)務(wù)介入靈活度增加，技術(shù)準(zhǔn)備周期得以縮短。 </p><p>　　物料重用度提升：標(biāo)準(zhǔn)件、通用件等通用模型和物料信息的集中管理和共享，并定義設(shè)計(jì)時(shí)優(yōu)先選用標(biāo)記，提升物料重用度，降低設(shè)

21、計(jì)成本和制造成本。 </p><p>　　模型和數(shù)據(jù)的唯一性：以往的模型和數(shù)據(jù)變更不能實(shí)時(shí)和準(zhǔn)確傳遞到每個(gè)部件：而在統(tǒng)一的協(xié)同平臺(tái)上，參數(shù)驅(qū)動(dòng)模型，模型和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新，保證了模型和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和唯一性。 </p><p>　　CAD數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理：以往分散在設(shè)計(jì)人員個(gè)人電腦自行管理；通過(guò)協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)CAD數(shù)據(jù)集中安全管理和共享有效共享。 </p><p>　　知識(shí)

22、的繼承和重用以往的設(shè)計(jì)過(guò)程和參數(shù)不可控，協(xié)同效率低：將設(shè)計(jì)過(guò)程與參數(shù)固化于系統(tǒng)或三維模型中，倡導(dǎo)參考和引用，特別是系列化的產(chǎn)品，提升知識(shí)的繼承和重用。 </p><p>　　協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)價(jià)值體現(xiàn) </p><p>　　工程機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期較長(zhǎng)，協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)體現(xiàn)其價(jià)值至少晚一個(gè)設(shè)計(jì)周期，而且項(xiàng)目見(jiàn)效受限于系統(tǒng)數(shù)據(jù)的完整度，往往歷史數(shù)據(jù)較多的企業(yè)需要在項(xiàng)目上線后幾年時(shí)間來(lái)將歷史數(shù)據(jù)規(guī)范確認(rèn)納

23、入系統(tǒng)管理。 </p><p>　　全球協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)若以一體化硬件架構(gòu)為例，初始需布設(shè)兩臺(tái)主服務(wù)器（雙機(jī)熱備；200萬(wàn)／臺(tái)）；3臺(tái)應(yīng)用服務(wù)器及一臺(tái)負(fù)載均衡（60*3+30=210萬(wàn)元）：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；（400萬(wàn)元）；系統(tǒng)軟件（200萬(wàn)元／子公司）；咨詢(xún)服務(wù)費(fèi)用（150萬(wàn)元／子公司）等。初始投資約需1500萬(wàn)元：若有10家子公司；每300萬(wàn)覆蓋一個(gè)子公司計(jì)算，后續(xù)還需陸續(xù)投入總計(jì)2700萬(wàn)元：總投資4300萬(wàn)元。 &l

24、t;/p><p>　　假設(shè)某集團(tuán)產(chǎn)品平均設(shè)計(jì)周期為8個(gè)月、每年產(chǎn)生20個(gè)新產(chǎn)品、產(chǎn)品平均價(jià)值30萬(wàn)元、每個(gè)新產(chǎn)品年銷(xiāo)售1000臺(tái)計(jì)算，則新產(chǎn)品年銷(xiāo)售額為60億元。 </p><p>　　假定新產(chǎn)品制造成本占銷(xiāo)售額的70％，則新產(chǎn)品制造成本為42億元：假定新產(chǎn)品研發(fā)費(fèi)用占銷(xiāo)售額的10％，則新產(chǎn)品研發(fā)費(fèi)用為6億元。 </p><p>　　另?yè)?jù)國(guó)外一些研究機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，協(xié)同設(shè)計(jì)平

25、臺(tái)實(shí)施的效果可以做到：節(jié)約制造成本約5％；產(chǎn)品研發(fā)成本減少約20％；縮短產(chǎn)品上市時(shí)間約50％；提高客戶(hù)定單反應(yīng)速度約30％；避免開(kāi)發(fā)過(guò)程的不必要修改約40％。 </p><p>　　可量化效益為：節(jié)約制造成本約2.1億元／年：產(chǎn)品研發(fā)成本減少約1.2億元。 </p><p>　　定性效益：新產(chǎn)品提前上市4個(gè)月，影響著市場(chǎng)占有率更快提升和產(chǎn)品定價(jià)權(quán)的掌握等；減少變更任務(wù)量，讓技術(shù)人員更多精力

26、用于構(gòu)思和設(shè)計(jì)。 </p><p>　　隨著工程機(jī)械行業(yè)的國(guó)際化、全球化，全球協(xié)同設(shè)計(jì)將成為行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的必備基礎(chǔ)，全球協(xié)同設(shè)計(jì)作為一種開(kāi)放、全面、統(tǒng)一的工作方式，專(zhuān)注于提高設(shè)計(jì)能力、提升協(xié)同效率、改善快速設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)產(chǎn)、數(shù)據(jù)完整、正確、一致性等問(wèn)題，是企業(yè)實(shí)現(xiàn)研發(fā)活動(dòng)跨國(guó)界、跨地區(qū)、跨企業(yè)協(xié)同作業(yè)的有效手段。 </p><p>　　持續(xù)的產(chǎn)品創(chuàng)新需要產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)的支撐（見(jiàn)圖3）。試想，在今后的