协同研发平台在工程信息化中的应用

牛佳依，吕 品，白 平

（航天动力技术研究院，西安 710025）

1 协同研发平台的建设目标

1.1 实现基于统一BOM 企业产品研发数据的全集管理

在现有产品数据管理的基础上，基于统一业务建模，以产品结构为核心，通过产品结构多视图管理机制，将传统BOM 管理扩展至需求定义、设计、仿真、工艺等产品的研发环节，实现产品研发全生命周期各阶段（设计、工艺、生产、装配、试验等）数据全集管理，并实现上下游单位间数据的共享、重用，从而将产品研制过程中所有与产品相关的信息统一管理，保证产品数据在其整个生命周期内的一致性、时效性、完整性、共享性及安全性。

1.2 实现基于IPD 的全三维数字化设计

通过在设计端引入IPD 多专业集成研发的设计模式，建立基于成熟度管理的协同研制工作流程和管理方法，并结合数字化标准规范体系，实现产品基于三维数字样机的设计、工艺并行协同研发，提高产品研发效率、缩短研发周期。

1.3 实现三维工艺设计

基于设计BOM 以及MBD 三维设计模型，通过对设计模型特征的智能化识别与提取，以及基于知识的快速工艺决策，将传统的二维结构化工艺向基于统一数据源的三维工艺转变，形成基于MBD 的三维工艺设计，实现三维设计到工艺、三维设计到制造和三维设计到检验等下游环节的数据打通。

1.4 实现各类设计资源的统一管控，为研发业务提供数据支撑

建立设计资源库，统一各环节设计资源，基于统一的数据结构，对各环节设计资源进行规范统一管理，实现各环节的数据同步及共享、以及产品研制过程中的资源信息快速选用复用，提高产品研发的精细化管理能力。

2 协同研发平台在工程信息化中的建设路径

2.1 数字化协同研制系统

2.1.1 数字化协同研制基础平台

为了实现产品整体数据协同和流程协同，在建设的各产品研制系统基础上，统一各阶段的技术标准和规范。平台建立在各项统一标准规范和专用网络基础之上，建设需要遵循以下原则：

（1）统一产品交付数据的存储和管理，协同业务统一协调和规范的任务。

（2）统一定义和规范研制各阶段的数据模型，不仅能有效实现数据、流程的协同，又能分别体现各系统自身的特点。

（3）数据、流程协同时可以进行单一对象目录部署，也可以根据情况部署多个象目录，在总体系统层面建立象目录Hub，这样能确保被发布对象可以被多家站点复制。

（4）协同的数据模型定义标准化：设计标准的统一控制；材料标准的统一控制；通用件、标准件的统一控制；版本与编号标准的统一控制；BOM 标准的统一控制；三维建模标准的统一控制。

基于标准规范，进一步建立数据协同和流程协同。

在集中式部署中，建立统一的数据规范是必不可少的前提。数据规范的要求是：数据模型的一致性、统一的命名风格、符合企业应用习惯等。数据需要统一规范的内容包含：对象类型、对象编号、数据共享区（文件夹）、数据对象模型、对象状态标识等。

流程协同不仅需要考虑系统内部流程评审，还需要考虑异地流程的签署问题，因此涉及到多个站点之间关于流程的规范要求。流程规范的内容包含：系统内部流程评审、需要异地参与流程评审用户的定义规范、需要异地进行评审的流程规范定义、需要异地进行评审方式定义。

2.1.2 项目管理

以设计工艺阶段的计划为主线、产品为核心，建立可视化的数字化产品研制时间管理环境。实现对产品设计、工艺过程的进度、资源、交付物的管控。

通过项目进度管理，根据上级下发的产品项目计划，进行任务分解、资源指派，执行和反馈，形成生产过程任务管控流程；为各任务指派交付物及任务的审批流程，这样就可以把项目交付物的审核流程状态与项目任务的进度关联，自动反映项目任务的完成情况。

通过项目资源能力平衡和监控，可以实现人力资源、成本的统一管理，同时可以按照任务分配项目资源，查询并维护团队成员的职能，浏览跨多项目用户的任务分配；根据项目计划和任务的基线管理，能记录计划调整的不同状态基线，并可以进行追溯和比较。

2.2 三维工艺设计系统

2.2.1 基于成熟度的三维数字样机定义及工艺协同三维数字样机成熟度是指产品在设计、工艺、生产和应用上的完善程度，直观地反映了产品数字化模型在协同开发流程各阶段所达到的目标完成情况及详细程度，并通过制定相应的里程碑来对流程进行控制。里程碑是对研制流程中一定阶段内所要达到的重要事件、目标进行控制，并将研制流程和三维数字样机成熟度结合在一起的一个中间对象。通常将一定技术状态的数字模型（包括产品结构信息、几何信息、工艺信息、分析结果、技术说明和检测结果等）提前发放给下游环节，以便于下一步流程工作的顺利开展，并且基于协同研发平台定制相应的管理流程来进行管理和控制从而实现产品协同设计的目的。

2.2.2 面向制造的三维结构化工艺设计

三维结构化工艺设计以来源于设计端的，依附于EBOM 的三维数字样机模型及设计文件作为系统输入，将这些信息进行结构化管理，形成工艺结构树。工艺模型的建立和工艺BOM 管理是三维工艺设计的基础。通过工艺BOM 构建、工艺准备及制定工艺路线、三维工艺设计、工艺发布与集成应用，完成基于三维数字样机的三维工艺设计和产品制造过程的可视化指导，最终建立一套面向生产制造的三维数字化工艺设计系统。

3 结束语

产品的多样化、快速化发展，对于信息化平台的搭建尤为迫切。目前大多数企业的产品数据分散在不同的单位和部门，设计与制造难以跨阶段、跨部门、跨单位保持高度一致性、延续性、准确性，为快速重用带来不小挑战，这就需要我们统一平台，以统一源头的三维模型贯穿于产品生产的各个周期。

以项目为主线，实现数据集中管控模式，打破设计、工艺、制造间的壁垒，建立各类研制信息的快速、准确、完整传递的共享机制；在产品设计环节，实现设计与工艺的协同，工艺师能基于三维模型开展三维工艺编制；通过设计资源库，涵盖材料库、标准件库、通用件库、标准规范等资源，为各类人员提供完整的设计资源，提高产品研制效率。