張明麗

摘 要：本文主要探討了數(shù)字化時代汽車開發(fā)產(chǎn)品設計、審批、評審及存檔時在各個階段應包含的基本數(shù)據(jù)信息，明確各個階段產(chǎn)品數(shù)據(jù)的基本要求，即產(chǎn)品數(shù)據(jù)質量的最低要求，提出汽車產(chǎn)品設計時各階段數(shù)據(jù)完整性、一致性、正確性和配置性原則，并以某整車開發(fā)企業(yè)為案例，詳述數(shù)字階段數(shù)據(jù)質量檢查細則和數(shù)據(jù)凍結后的檢查規(guī)范。

關鍵詞：數(shù)據(jù)質量;完整性;一致性;正確性;配置性

中圖分類號：U462 ? ? 文獻標識碼：A ? ? 文章編號：1003-5168（2021）36-0041-03

General Requirements and Inspection Specifications for Automotive Product Design Data Quality in the Digital Era

ZHANG Mingli

（Zhengzhou Nissan Automobile Co.， Ltd.，Zhengzhou Henan 450046）

Abstract：In the digital age，this paper mainly discusses the basic data information，and define minimum requirements that should be included in engineering design process.When engineers design，review or archive.Author puts forward the principles of data integrality，consistency，correctness and configuration in each stage of automotive product design.Taking a vehicle development enterprise as an example，the detailed rules of data quality inspection and the inspection specification after released project data are described in detail.

Keywords：data quality; integrality; consistency; correctness; configurability

企業(yè)產(chǎn)品質量是企業(yè)的生命線，也是汽車新產(chǎn)品開發(fā)項目能否獲得成功的根本，而確保汽車新產(chǎn)品項目開發(fā)各階段（規(guī)劃、工程、制造、上市）的產(chǎn)品質量達到設定目標，則是產(chǎn)品質量獲得保證的關鍵[1]。因此，汽車新產(chǎn)品項目各階段的質量規(guī)范是汽車新產(chǎn)品開發(fā)項目管理的重要內容，對汽車新產(chǎn)品項目的實施成功與否具有重要的意義[2]。

隨著數(shù)字化革命的到來，數(shù)字孿生應用正逐漸成為新一代制造的重要趨勢[3]，數(shù)字產(chǎn)品數(shù)據(jù)質量的提高有助于產(chǎn)品研發(fā)工程師在數(shù)字階段盡早發(fā)現(xiàn)和解決問題，改善設計和數(shù)據(jù)質量成為目前亟待解決的問題。明確數(shù)字產(chǎn)品數(shù)據(jù)質量要求，規(guī)范汽車產(chǎn)品設計時各階段檢查細則，有效利用數(shù)字產(chǎn)品進行整車虛擬評審[4]，成為解決現(xiàn)實需求、跟上時代步伐的唯一途徑。

1 現(xiàn)狀分析

整車虛擬評審主要被應用于如下幾個方面：工程設計虛擬驗證、檢驗EBOM的完整性、檢驗工程模型之間的匹配關系、檢驗整車性能是否達到設計要求、檢驗裝配工藝、使設計更加貼近需求，早期將虛擬模型和實際經(jīng)驗有機結合在一起，將促進各類產(chǎn)品質量問題在前期階段得到解決，大大減少經(jīng)濟損失[5]。

本文針對五家有代表性的整車研發(fā)企業(yè)的虛擬評審業(yè)務現(xiàn)狀進行調研，重點分析了異構數(shù)據(jù)管理、3D完整性、配置化和工程規(guī)范四個方面存在的各類問題。目前大多數(shù)車企擁有自主選擇的PDM系統(tǒng)和BOM系統(tǒng)進行產(chǎn)品研發(fā)設計，通過數(shù)字產(chǎn)品進行設計階段的虛擬評審。此種模式下的產(chǎn)品研發(fā)存在以下問題。

①異構數(shù)據(jù)管理，中間格式的轉換易導致數(shù)據(jù)一致性、變更及時性問題。

②3D數(shù)據(jù)完整性要求參差不齊，實際應用中企業(yè)根據(jù)自身能力建設情況對完整性要求的邊界不清晰。

③大多數(shù)車企未實現(xiàn)配置化BOM構建及應用，無法展開真正的單車虛擬評審。

④無明確的工程規(guī)范指導，設計數(shù)據(jù)的過程狀態(tài)大多線下保存、線下共享，無法完全脫離線下人工維護。

綜上所述，產(chǎn)品數(shù)據(jù)質量不足以支撐數(shù)字孿生，整車開發(fā)設計的各階段產(chǎn)品數(shù)據(jù)質量通用規(guī)范亟待明確[6]。五家企業(yè)整體應用問題總結如表1所示。

2 數(shù)據(jù)質量通用原則

根據(jù)現(xiàn)行異構數(shù)據(jù)管理中存在的各類問題，以虛擬評審為應有宗旨，提出產(chǎn)品數(shù)據(jù)設計的數(shù)據(jù)質量通用四項原則。

2.1 數(shù)據(jù)完整性原則

數(shù)據(jù)完整性原則是指汽車產(chǎn)品在設計時，專業(yè)設計人員和校對審核人員從三維幾何、產(chǎn)品結構和屬性角度驗證數(shù)據(jù)，保證無明顯數(shù)據(jù)缺失、特征完整、屬性適當。

2.2 數(shù)據(jù)一致性原則

數(shù)據(jù)一致性原則是指汽車產(chǎn)品在設計時，專業(yè)設計人員和校對審核人員從三維幾何、產(chǎn)品結構和屬性角度驗證數(shù)據(jù)，保證各階段數(shù)據(jù)結構、更新時間、成熟度、屬性及幾何參考一致。

2.3 數(shù)據(jù)配置性原則

數(shù)據(jù)配置性原則是指汽車產(chǎn)品在設計時，專業(yè)設計人員和校對審核人員從三維幾何、產(chǎn)品結構和屬性角度驗證數(shù)據(jù)，確保整車配置信息和組塊變量條件完整。

2.4 數(shù)據(jù)準確性原則

數(shù)據(jù)準確性原則是指汽車產(chǎn)品在設計時，專業(yè)設計人員和校對審核人員從三維幾何、產(chǎn)品結構和屬性角度驗證數(shù)據(jù)，通過設計手段，保證所提供的數(shù)據(jù)正確，無數(shù)據(jù)重疊，無幾何坐標、屬性、命名、版本、格式、連接及可視化錯誤。

3 產(chǎn)品設計數(shù)據(jù)質量通用要求

基于數(shù)據(jù)準確性、一致性、完整性、配置性原則及節(jié)點要求，下面結合某整車開發(fā)企業(yè)的實踐應用案例，對產(chǎn)品數(shù)據(jù)通用要求做詳細說明。

自車型開發(fā)項目的方案確定階段起，即先行數(shù)字設計前，保證數(shù)據(jù)完整性，應達到以下硬性條件。

①無明顯數(shù)據(jù)缺失。對比系統(tǒng)外整車零件清單（EBOM），確認組塊下所有級別零件編號均應出現(xiàn)在PDM系統(tǒng)中的BOM結構、零部件實體及輕量化數(shù)模完整;LOT啟動判斷會前，數(shù)據(jù)（3D、輕量化等）上傳的完整率為100%;數(shù)據(jù)自檢合格率為100%。從數(shù)據(jù)狀態(tài)角度看，草數(shù)據(jù)狀態(tài)下的數(shù)據(jù)包含3D數(shù)據(jù)、輕量化數(shù)據(jù)，NC數(shù)據(jù)狀態(tài)下包含3D數(shù)據(jù)、輕量化數(shù)據(jù)、NOTE文件。

②無明顯特征缺失。以不影響數(shù)字驗證為前提，保證零件或總成數(shù)據(jù)完整。

③無明顯屬性缺失。數(shù)據(jù)凍結后，所有新設零件或總成零件須包含零件圖，各類零件圖的詳細要求可參照企業(yè)產(chǎn)品圖樣表達內容的完整性規(guī)定。

3.1 設計產(chǎn)品數(shù)據(jù)一致性通用要求

①已凍結設計數(shù)據(jù)狀態(tài)下，定義零件或總成零件數(shù)據(jù)BOM系統(tǒng)各階段發(fā)布設通號與PDM系統(tǒng)關聯(lián)設通號保持一致（因變更供應商等屬性導致的設變，PDM系統(tǒng)數(shù)據(jù)不修訂）。

②任何數(shù)據(jù)狀態(tài)下，BOM系統(tǒng)設計BOM結構與PDM系統(tǒng)數(shù)據(jù)結構保持一致。

③BOM系統(tǒng)設通發(fā)布時間與PDM系統(tǒng)數(shù)據(jù)變更時間保持一致（原則上數(shù)據(jù)變更稍早于BOM系統(tǒng)設通發(fā)布時間）。

④任何數(shù)據(jù)狀態(tài)下，零件的3D實體數(shù)模與輕量化數(shù)據(jù)（包括零件本身坐標系）保持一致。

⑤任何數(shù)據(jù)狀態(tài)下，某車型組塊的絕對坐標系與整車坐標系保持一致。

⑥任何數(shù)據(jù)狀態(tài)下，車型配置信息與組塊變量條件PDM系統(tǒng)與BOM系統(tǒng)保持一致（可通過系統(tǒng)集成化達成指標強校驗）。

⑦因特殊需要設計的汽車產(chǎn)品，如預研等，可按照實際情況執(zhí)行。

3.2 設計產(chǎn)品數(shù)據(jù)準確性通用要求

正式發(fā)布的每一版本數(shù)據(jù)，應達到以下準確性要求。

①PDM系統(tǒng)數(shù)據(jù)命名準確，系統(tǒng)、組塊、零件或總成零件符合標準企業(yè)命名規(guī)則。

②PDM系統(tǒng)各類型數(shù)據(jù)命名遵照《汽車零部件編號規(guī)則》（QZN 014—2015）。

③PDM系統(tǒng)和BOM系統(tǒng)數(shù)據(jù)版本符合企業(yè)數(shù)據(jù)版本要求。

④PDM系統(tǒng)3D數(shù)據(jù)幾何坐標系符合企業(yè)設計產(chǎn)品數(shù)據(jù)通用要求，組塊坐標系均以整車坐標系為基準，零件或總成零件均裝配到位，無重疊、無飛出、連接錯誤等。

⑤零組件必填或選填屬性正確。

3.3 設計產(chǎn)品數(shù)據(jù)配置性通用要求

任何數(shù)據(jù)狀態(tài)下，整車車型庫、選裝庫及組塊的變量信息與BOM配置表保持一致。

3.4 設計產(chǎn)品數(shù)據(jù)版本要求

目前，根據(jù)設計階段的不同，汽車產(chǎn)品設計數(shù)據(jù)分為兩種類型：草版數(shù)據(jù)和設計凍結數(shù)據(jù)。根據(jù)虛擬評審需要，草版數(shù)據(jù)和設計凍結數(shù)據(jù)的過程編輯數(shù)據(jù)又可保存為基線數(shù)據(jù)，即過程快照數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)質量各階段要求規(guī)范設定的前提條件是明確版本規(guī)則與數(shù)據(jù)成熟度關系。

在產(chǎn)品數(shù)據(jù)設計過程中，以某車企的使用的版本規(guī)則為例，詳述數(shù)據(jù)版本模型升級過程，如圖1所示。

圖1中，每一版本產(chǎn)品數(shù)據(jù)升級的過程是根據(jù)企業(yè)數(shù)據(jù)成熟度規(guī)范設定的，該版本數(shù)據(jù)設計成熟，完成了設計評審流程，即發(fā)布后可打上企業(yè)約定的數(shù)據(jù)狀態(tài)標識。個人工作區(qū)即可編輯數(shù)據(jù)，發(fā)布工作區(qū)即評審流程通過后的發(fā)布數(shù)據(jù)以是否有約定的數(shù)據(jù)狀態(tài)標識區(qū)別。圖1中某汽車產(chǎn)品研發(fā)企業(yè)設定草數(shù)據(jù)的版本規(guī)則為編號C01—C99數(shù)據(jù)，草數(shù)據(jù)發(fā)布后，該版本的相關產(chǎn)品數(shù)據(jù)以狀態(tài)“T”標記;草數(shù)據(jù)發(fā)展為設計凍結數(shù)據(jù)的首版數(shù)據(jù)版本設定為N，設計凍結數(shù)據(jù)的版本規(guī)則為數(shù)據(jù)在N版及N版以上版本的數(shù)據(jù)（N，01，02，03…），設計凍結數(shù)據(jù)發(fā)布后，該版本的相關產(chǎn)品數(shù)據(jù)以狀態(tài)“S”標記。無論是草數(shù)據(jù)，還是設計凍結數(shù)據(jù)，過程快照數(shù)據(jù)即基線數(shù)據(jù)的版本規(guī)則均設定為XX.001—XX.999的小版本數(shù)據(jù)，其中，XX可以是C01—C99草數(shù)據(jù)版本，也可以是N，01，02，03…，基線數(shù)據(jù)版本標識可設定為區(qū)別于“T”和“S”的圖標。

4 檢查規(guī)范

新車項目數(shù)字階段節(jié)點會通過后，設計數(shù)據(jù)應全部凍結，再次發(fā)生修訂的數(shù)據(jù)，100%實施數(shù)據(jù)審查，檢查項包含設計變更件數(shù)據(jù)一致性、PDM系統(tǒng)設通號與BOM系統(tǒng)設通號一致性、零件編碼一致性、3D數(shù)據(jù)發(fā)布時間與BOM設通發(fā)行時間一致性、BOM結構（含配置信息）一致性;設計變更件應納入內部產(chǎn)品設計質量審查，包括設變產(chǎn)品圖表達、設變流程合規(guī)性、設計評審合規(guī)性、對策銜接一致性、問題閉環(huán)管理等。

原則上設計數(shù)據(jù)凍結時正式試制安排完成，項目負責人在制定項目計劃時應慎重考慮本階段設計數(shù)據(jù)變更，加強數(shù)據(jù)變更的數(shù)據(jù)質量檢查。

5 結語

本文主要探討了數(shù)字化時代汽車開發(fā)產(chǎn)品設計、審批、評審及存檔時在各個階段應包含的基本數(shù)據(jù)信息，明確各個階段產(chǎn)品數(shù)據(jù)的基本要求，即產(chǎn)品數(shù)據(jù)質量的最低要求，提出汽車產(chǎn)品設計時各階段數(shù)據(jù)完整性、一致性、配置性和準確性原則，并以某整車開發(fā)企業(yè)為案例，詳述數(shù)字階段數(shù)據(jù)質量檢查細則和數(shù)據(jù)凍結后的檢查規(guī)范。

大數(shù)據(jù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、5G、虛擬現(xiàn)實（VR）/增強現(xiàn)實（AR）、人工智能等數(shù)字技術已經(jīng)初步形成了制造業(yè)應用的數(shù)字空間。這些技術的飛速發(fā)展驅使人們在數(shù)字空間逐步洞見制造業(yè)的未來。當然，未來制造業(yè)的數(shù)字空間顯然會更加豐富多彩，目前還很難洞見[7]。但以上技術的發(fā)展和良好應用均離不開產(chǎn)品數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)質量提升，產(chǎn)品設計數(shù)據(jù)是數(shù)字孿生的基石，在數(shù)字生成、智能增強技術已經(jīng)在汽車產(chǎn)品研發(fā)應用的今天，某車企基于上述要求和規(guī)范案例的分享，將有助于所有整車開發(fā)企業(yè)以上技術的推廣應用。

參考文獻：

[1] 徐剛，張曉彤，黎敏，等.基于嵌入式CPS模型的產(chǎn)品質量在線管控方法[J].機械工程學報，2017（12）：94-101.

[2] 李艷剛.基于項目管理過程的數(shù)字化交付平臺構想[J].項目管理技術，2020（1）：63-67.

[3] 李培根.數(shù)字孿生應用正逐漸成為新一代制造的重要趨勢[N].南方都市報，2020-12-18.

[4] 侯欣，劉迪卿.虛擬評審在整車和零部件開發(fā)中的應用[J].上海汽車，2014（12）：48-52.

[5] 陳立明.淺析整車虛擬評審在汽車開發(fā)中的應用[J].輕工科技，2013（9）：90-91.

[6] 古峰.整車虛擬評審技術在奇瑞研發(fā)中的深入應用[J].時代汽車，2020（16）：97-98.

[7] 李培根.未來制造的數(shù)字空間一瞥[N].智造苑，2021-09-14.