军工制造企业IPT工作环境研建

贾婧

摘 要：近年来，为了提高研制质量，加快研制进度，大型装备制造企业采用了基于数字化的协同研制工作模式，并行协同地开展高端装备产品研制工作。为了支持这一新型的工作模式，我国大型装备制造企业，尤其是军工企业，开展了IPT的建设，在虚拟支撑环境下，实现远程三维模型协同设计、仿真和装配的新一轮信息化系统升级、改造。基于IPT团队的工作模式，研究了IPT工作环境的建设，以期为日后的相关工作提供参考。

关键词：IPT；军工制造企业；工作环境；工作模式

中图分类号：F272.7 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.18.031

为了提升型号研制水平和运载火箭的总体性能，国外航天机构和一流军工企业普遍采用了基于并行工程的集成产品开发模式、数字化设计手段和多学科集成优化设计技术，并开发了专业的设计系统，构建了先进的集成设计环境。综合应用这些先进的设计手段和理念，显著地提高了研发设计的效率和能力，从根本上提升了军工企业的生存力和竞争力。

近期，国家有关部门相继出台了“中国制造2025”“互联网+”等战略，实现“战略强国”的目标越来越明显。“中国制造2025”的战略任务和重点中要求，推进信息化与工业化的深度融合，这势必为我国制造业带来一场全新的变革。

本文迎合国内装备制造企业，尤其是军工企业数字化协同制造发展趋势，分析了集成产品开发团队（IPT）工作环境的建设，研究了工程信息化中的并行工程，用信息化手段为IPT团队的高效工作提供支撑，帮助企业提高柔性化生产制造能力。

1 IPT概念

并行协同设计是相对传统的串行研制模式而提出的一个概念，是集成、并行研制产品和与其相关的各种过程的系统设计方法。IPT（Integrated Product Team，集成产品开发团队）是由来自不同职能部门的人员组成，在数字化工作环境下，采取协同工作模式，实施所有为满足用户要求任务的一个团队。

IPT是并行工程的核心部分，也是并行工程的工作环境和基本组织形式。在制造企业中，采取IPT工作方式的主要目标

之一是缩短产品的开发周期，并从企业的整个业务流程角度管理和控制整个过程，能够协调不同的项目小组完成一个共同目标，可以为企业带来一系列管理上的转变。可以说，这是一次技术管理的变革。

既然IPT是来自不同职能部门人员组成的特殊团队，那么，无论是集中研发，还是分布式研发，都需要有相应的数字化工作环境为团队的工作提供支持。IPT工作环境的建设是IPT协同工作模式的核心组成部分。

2 IPT工作环境建设

IPT工作环境包含相关的软件和基础支撑环境两部分，其总体框架如图1所示。

IPT工作环境通过采用虚拟化的方式，为IPT团队共享后台设计、仿真资源，实现资源的动态分配和集中共享。团队多个专业人员能够同时在线并行开展三维建模、网格划分和仿

计算等工作。同时，团队可以通过IPT工作环境开展技术难题的攻关研讨，多人共享同一设计界面交互操作，提高效率，为装备设计和研发工作带来便利。

2.1 软件部分

IPT协同工作平台提供一个统一登录的入口供项目管理和研发人员登录。其核心是虚拟机调度软件和虚拟桌面调度软件，它在IPT协同工作环境中主要起到软、硬件调度的作用。平台的基本架构如图2所示。

IPT协同工作平台的服务层提供单点登录、流程管理、消息集成、三员管理和数据管理等服务，同时，提供与外部系统，比如TDM、PLM、OA等系统的集成接口。IPT团队成员登录平台即可使用所有设计、仿真、管理和办公类软件，无需安装多个操作系统。

通过建设统一IT资源的IPT管理调度平台，并集成定制制造业的行业应用，提供流程化的软件资源服务（CAD协同设计软件、CAM三维造型软件、CAE辅助工程软件等行业软件、高性能计算集群、流程自动化软件、协同仿真门户、数据库、中间件）、行业资源服务（软件许可证服务、远程可视化、CAD＼CAE数据挖掘、高性能计算）和硬件资源服务（虚拟机、物理机、存储、网络），打造企业内部的协同设计与虚拟仿真制造流程，帮助IT部门成为制造业的生产力中心。

数字化设计分析系统是IPT应用的核心支撑，由总体、气动、动力、结构与热防护、评价决策、虚拟验证等IPT团队使用的应用系统组成。通过数字化设计分析系统，使装备研制各环节按照规范的流程使用数字化设计分析工具设计，积累设计经验知识数据，以支持装备的快速研发。

2.2 基础支撑环境

高性能计算是开展前后处理和仿真计算的硬件支撑，一般由搭建在InfiniBand或Myrinet网络中的多台处理器或多台计算机组成。随着装备制造要求的提高，产品越来越复杂，因此，对仿真计算能力提出了新的要求。传统的单台高性能计算机进行复杂模型的计算需要一个月甚至更长时间，为了缩短产品研制周期，越来越多的制造企业开始建立高度专用的硬件集群，形成高性能计算中心，将所有需要计算的作业任务均提交到后台高性能计算中心计算，同时，根据任务优先级排队或并行。这样做，不仅缩短了计算时间，还提高了硬件资源的利用率。

图形工作站是设计人员工作的基础环境，一般集中放置在机房，安装各类CAD、CAM软件，采用虚拟化技术为团队人员提供图形服务。根据图形工作站的硬件配置，一般一台图形工作站可以为4～6人提供设计环境。采用虚拟化的方式能够合理利用图形服务资源，避免一人一台工作站造成资源闲置和浪费的情况发生。

存储系统为IPT团队提供一个既私密又开放的数据、文件存储空间。私密是指每个成员有各自独立的存储区域，只能自己访问，其他人员无法访问别人的存储空间；开放是指团队成员可以将自己空间内的设计文件、仿真结果等数据发送给团队其他成员，实现数据共享。由于军工制造企业研制过程中产生的文件占用的空间都比较大，所以，IPT团队专用的存储系统一般采用FC-SAN的存储方式，从而提高存储效率。

客户端是相对于服务端而言的，由于所有服务资源均放置在后台，成员需要通过客户端工作来使用后台服务。通俗的讲，客户端就是IPT团队直接操作使用的电脑。客户端有2种形式，一种是普通PC，另一种是瘦客户端。这两种方式的使用功能一样，但是，目前推荐使用的是瘦客户端。这种方式安全性比较好，由于本地没有硬盘，所有数据存储在后台存储系统中，可以有效防止客户端硬件问题引发的本地重要文件丢失和泄密事件。

3 军工企业IPT工作环境特点

3.1 安全机制

对于网络安全，IPT团队所使用的各类硬件、软件和网络设置均应严格按照涉密信息系统分级保护的要求部署，以保证网络安全性。

对于数据安全，系统应采取相关技术手段，尽量保证核心数据无法下载到本地，无法跨域、跨部门、跨用户进行数据访问。同时，核心数据应能够远程存储在后台集中存储服务器中，防止核心数据被恶意删除。

对于三员管理，军工企业IPT工作环境应具备“三员管理”功能，支持系统管理员、安全管理员、审计员对整个IPT协同工作平台的管理，通过三员制衡，加强涉密信息系统的保密管理，职责明确，减少信息系统的泄密风险。

统一身份认证和单点登录，提供统一的信息资源认证访问入口，建立统一的、基于角色的和个性化的信息访问、集成平台的单点登录平台系统。团队成员只需登录一次即可通过单点登录系统访问后台的多个应用系统，系统同时要支持基于PKI/CA数字证书和用户名/口令的身份认证方式。

对于安全审计，整个系统必须完整、精准地记录各类用户的操作日志，可以查询、统计和分析日志，而且审计结果应能通过图、表的形式展现给管理员。

3.2 系统接口

为了能够实现“中国制造2025”的宏伟目标，整个系统应充分考虑后期可扩展性，预留与OA系统、ERP系统、数字化制造平台、数字化试验平台的接口，便于最终在数字化制造平台下完成研制工作。

4 总结

先进的三维数字化设计制造技术已成为了国外军工产品研制中不可或缺的手段，并使军工产品研制模式发生了重大的变革。国内军工企业也提出了全三维设计、三维到工艺、三维到设备的三步走战略。网络协同数字化装配系统使工作人员能够克服时间、空间、计算机软硬件等障碍，围绕一个共同的项目，形成一个便于群体相互合作的“虚拟同地”的共同工作空间。这一系列数字化、协同化战略举措的实施，为军工制造企业的技术发展带来新的变革，为军工企业IPT工作环境的建设带来新契机。这样必将推动更多优质IPT团队的建设，助力军工企业的“中国制造2025”。

参考文献

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〔编辑：白洁〕