中国汽车行业PLM系统发展趋势，天心天思助力企业信息化，智慧化

PLM产品结构及应用分析

1、PLM产品分类

（1）仿真体验类软件。这类产品提供用户对产品进行仿真使用的虚拟体验，使得研发人员在没有物理产品之前就可以基于虚拟模型进行对外观、使用感受的虚拟现实体验，还可以编辑众多技术图集和技术出版物。

（2）结构设计类软件。以三维几何构型创建为主。其功能涵盖造型设计、自由曲面、机械设计、设备与系统工程、数字样机、数控力也结构分析、电气管路、钣金设计、焊接、复合材料、模具、人机仿真和工程图创建等。

（3）分析仿真类软件。对产品结构进行仿真分析，其功能范围包括有限元网格划分、静态、准静态强度分析、振动模态分析、高度非线性分析、接触分析、柔性多体分析、爆炸和冲击分析、跌落和碰撞分析、复材失效断裂分析、成型分析、流固耦合分析、热分析及其他物理场分析等。

（4）数字制造类软件。其作用是设计、布置、优化生产制造环节的环境与设备。其主要技术功能为工程规范制定、制造过程仿真和监控、容量规划、执行、电工指令评估、资源序列排布、人力资源优化、快速检验交替以及PLC程式变更评估等。

（5）数据与信息管理类软件。以产品结构为核心，存储和管理各种数据，还掌控研发过程中的项目管理、规格管理、变更管理、文档管理、产品管理、物料清单管理、供应商管理、战略采购、全球协作和其他业务流程。

（6）其他专业软件。在研发链条中还存在很多专业软件用以解决具体细分领域的问题。

2、面临的行业挑战

越来越多的电子系统应用于汽车部件，这就要求在提高质量并控制成本的基础上研发越来越复杂的产品。电气系统和机械部件相对分离的研发形式如何保证整个系统的集成与完整性？

自主品牌需要在广大的国内市场和海外市场中占有更多的比重，如何满足不同地域对产品的需求？如何快速地争取和管理供应商与合作伙伴？

消费者复杂快变的期望促使汽车生产商更快速地研发使消费者满意的产品，这就要求更准确地获取和理解消费者的变化和市场环境的快速变化及提供消费者认可且能够承受的产品变革。

PLM需求及发展趋势

未来，中国汽车制造与研发行业可能需要在多个方面加快发展速度。

1、工程协同

工程设计阶段涉及的数据与信息贯穿项目始终，横跨几乎所有业务部门和供应链。这些设计信息通常由不同的设计部门掌控，共享程度低，没有实时的工程协同平台。随着汽车研发对周期和设计质量要求的提高，在工程设计阶段需要有一个载体，能够管理各种设计信息，打破信息传输阻隔，实现工程设计的实时协同平台。

2、供应商协同管理

汽车制造商在研发和制造环节需要管理的供应商不断增多，合作形式多样。在工程设计阶段，更多的供应商参与了设计工作。这种状况需要制造商和供应商之间采取更紧密地合作方式。不能再是完全独立的外包管理，要逐步合作，采用实时协同设计的方式进行研发。需要实时协同的不仅是设计内容，还要包括成本、进度和设计状态等信息，以求缩短研发周期和降低设计质量的风险。

3、全三维信息表达

几乎所有的乘用车和部分商用车制造商都采用了三维设计的方式。零部件供应商更多地应用数控技术加工零部件。焊装、涂装、总装等主要生产线也都能够实现数控生产。依赖二位图纸生产加工的供应商在加工精度和设计信息读取效率上存在明显劣势。二维图纸的创建、维护、读取、审查、转化等工作占用了大量的研发资源，需要用全三维的方式取代。

4、数字化制造

汽车市场的产量逐年攀升，制造环节的优化可为汽车制造商节省大量成本并赢得更多销售机会。PLM产品提供了数字工厂的布置设计和工艺优化功能，通过应用数字化制造技术可以实现加快工艺规划过程、提高标准化、节省生产成本、支持工艺协同、节约产能、节省变更成本和降低调试与试运行的成本等目标。

5、虚拟现实仿真

虚拟现实仿真在性能仿真与虚拟体验两方面发挥着重要作用。随着汽车是市场要求加速新车型研发周期和成本的不断缩减，物理测试在研发过程申直得更加占用了y间，更加增大了成本。需要一种更快速、经济的手段代替物理实验。软件可以仿真和评测各种性能，如计算动力性、燃油经济性、确定各系统布置及性能计算、NVH仿真、人机仿真、行人保护测试、碰撞仿真、底盘性能仿真、DMU、轮胎特性仿真、开闭件疲劳测试仿真等。汽车产品的研发不仅以性能、质量作为目标，用户体验也更多地成为研发人员重点考虑的内容。能够提供客户更好体验感受的产品会更多地争取到订单。这就要求软件提供对虚拟客户体验的测评功能和向客户展示产品体验并获得反馈信息的功能。

6、知识重用

汽车市场繁荣促进了产品型号的丰富，市场竞争的加剧要求汽车制造商更快速、更稳定地持续提供新产品，同时各产品还要代表鲜明的品牌特征。这些趋势要求汽车制造商具备快速研发的能力这种能力需要提供一个车型系列的通用设计规范、通用的制造能力和通用的供应商。无论是自主研发还是供应商合作研发，知识重用能力的提高都会显著缩短研发流程和制造成本。汽车制造商需要更有效的手段总结知识、积累知识、重用知识和审核知识一致性。

7、系统工程

首先，系统工程是一种多学科集成管理的方法学，通过这种管理可以更可靠的确保研发对象的成功性。汽车是一种复杂的系统，是包括了机械、几何、电子、流体力学、化学、热力学及电控等多学科的产品。有些研发机构拥有超过40种设计软件在研发中使用。分离的设计环境严重阻隔了信息的及时传达。这些学科信息正朝着协同开发的方向发展。其次，系统开发的基本过程是从市场用户需求开始，从而逐步开展产品功能确定、逻辑架构定义、结构设计、性能仿真、综合评定和试验验证，最终将产品交付终端客户使用，以满足他们的体验需求。系统工程还要求将产品研发整个逻辑过程在同一个平台中管理，保证研发逻辑的可追溯性并提供实时审查的能力。

8、企业业务流程管理

产品研发与制造的数字化转变要求企业业务流程管理能够支持研发与制造，即需要更有效、更直接、更同步的方法管理业务流程。全部业务流程管理的信息需要一个统一的平台综合管理，这是对PLM产品发展提出的重要要求之一。

9、通用资源

在一个企业不同车型的部件之间有很多通用件，这些部件不仅可以通用零件还可以通用规范、标准、概念和材料，还可通用供应商与制造条件。更好的利用这些资源可以避免重复投入和节约研发时间与成本。计算机软件需要提供这样一个系统综合管理通用资源的信息。

10、产品多样化管理

汽车分类随着用户群的成熟与变化而不断细分，产品多样化趋势显著，产品多样化的管理成为工业竞争内容之一。产品多样化的挑战在于生命周期的缩短、生产成本的增加、提前期的延长等等。产品多样化管理不仅需要管理多个车型，还需要管理配置与细节特征的多样化数据与信息。因此，产品BOM的多样化管理是未来设计软件需要提供解决方案的重点之一。尤其在商用车行业，产品多样化问题比乘用车行业更加突出。

结束语

汽车行业的发展对PLM系统提出的各种要求需要逐步的解决，它们之间又有着密不可分的联系。汽车研发从三维设计开始，已经过PLM管理的第一阶段，正向PLM的第二阶段发展。PLM第二阶段将促使研发全员在全三维的环境下更深入更广泛地在线协同工作。希望各汽车制造商能够看准方向、抓住机遇，利用PLM产品快速发展和争取市场。

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（文章来源：网络；作者：王新宇、吕伟、王克忍）