基于PLM平台的汽车产品数据成熟度智能评估方法、系统及计算机可读存储介质

摘要

本发明公开了一种基于PLM平台的汽车产品数据成熟度智能评估方法、系统及计算机可读存储介质。所述的方法包括在PDM系统中构建底层零件产品数据结构模型、确定底层零件成熟度评估提取内容矩阵、建立PDM系统数据库、在PDM系统中搭建拟进行产品数据成熟度评估的单一虚拟整车、对整车零件清单中所有零件逐一进行设计数据成熟度评估，并将成熟度评估结果输出至PDM系统的HOME文件夹；未达标零件在整改后重新进行设计数据成熟度评估，直至整车产品数据成熟度达标。本发明通过智能评估产品数据成熟度，可快速输出实现整车零件的数据成熟度评估结果清单，从而实现整车产品数据成熟度智能评估。

说明书

技术领域

本发明涉及汽车产品评估方法和系统，特别涉及一种基于企业PLM平台汽车新产品项目交付数据阶段成熟度评估方法和系统。

背景技术

产品质量是企业的生命线，也是汽车新产品开发项目能否获得成功的根本，而确保汽车新产品项目开发各阶段(规划-工程-制造-上市)的产品数据质量达到设定目标则是产品质量获得保证的关键。因此，汽车新产品项目各阶段的数据成熟度检测是汽车新产品开发项目管理的重要内容，不断提升数据成熟度检测的精度和效率，对汽车新产品项目的实施成功与否具有重要的意义。

近年来，作为信息社会和知识经济时代的关键驱动因素和基石的信息技术获得迅速发展，已经成为制造企业在开展“合理化进程”，应对新的挑战时不可忽视的生产要素。实施整体规划，逐步建立企业产品数据管理平台，以PDM(Product Data Management)为核心实现产品全生命周期数据管理(即PLM-Product Lifecycle Management)与信息集成已成为汽车制造企业提高核心竞争力的必要技术手段。

汽车产品数据信息因两方面的典型表现而使得整车开发产品数据的管理技术与其它产品存在较大差异。这两种典型表现主要为：

(1)种类多，信息量大。汽车有很多种类.每一辆汽车都是由5000多个零件组成，每个零件都包含多方面的信息，包括产品工程零件信息、数据模型信息、图纸信息、项目零件追踪信息；

(2)信息变化有明显的阶段性。

上述汽车产品数据典型表现特点不仅要求产品数据管理结构模型必须具有适应性强、能匹配复杂多变且设计模式更新换代较快的特点；且要求汽车产品数据成熟度评估必须是多维信息的综合评价。如何快速高效地评估复杂的汽车产品成熟度成为技术难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于PLM平台的汽车产品数据成熟度智能评估方法和系统，实现对项目交付数据成熟度阶段的快速判断，提高新车开发过程中项目管理的精确度和流程效率。

本发明的目的还在于提供一种存储有计算机可执行指令可供计算机执行汽车产品数据成熟度智能评估方法的计算机可读存储介质。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供的一种基于PLM平台的汽车产品数据成熟度智能评估方法，包括如下步骤：

S1、在PDM系统中构建底层零件产品数据结构模型；

S2、根据设计手段和对零件成熟度与版本关系的定义确定底层零件成熟度评估提取内容矩阵；

S3、建立PDM系统数据库，存储所述汽车产品数据成熟度分级和零件版本对应关系表、成熟度等级赋值表及单一零件成熟度计算结果对照表；

S4、在PDM系统创建虚拟工程数据顶层，在所述虚拟工程数据顶层中存储已完成配置化的整车零件清单中所有零件的设计数据，搭建拟进行产品数据成熟度评估的单一虚拟整车；

S5、对单一虚拟整车执行数据提取，对整车零件清单中所有零件逐一进行设计数据成熟度评估，并将成熟度评估结果输出至PDM系统的HOME文件夹；未达标零件在整改后重新进行设计数据成熟度评估，直至整车产品数据成熟度达标。

进一步地，所述的底层零件数据结构模型包括各零件在PDM系统中定义的总览类型的零件ID和版本，在所述总览类型的零件版本下根据零件设计数据类型构建若干伪文件夹和一个文本文档，所述每一种类型的伪文件夹分别包含对应类型的数据版本，所述数据版本下存放此类型的设计数据集；所述文本文档包含该版本总览类型零件的各车型配置信息。

所述零件设计数据类型包括类型1-3D、类型2-2D、类型3-NOTE、类型4-开发履历。

进一步地，所述底层零件成熟度评估提取内容矩阵为：

(i＝1,2,…,m；j＝1,2,…,n)

其中，s为可评估系数；

矩阵B＝(b

矩阵C＝(c

进一步地，所述的可评估系数s的值取0或1，其中s＝0时表示零件的上层结构在整车中配置信息为空，产品数据成熟度不可评估；s＝1时，零件的上层结构在整车中配置信息为非空，产品数据成熟度可评估；

b

设计手段为单纯二维制图时，则b

设计手段为二维制图+补充信息时，则b21＝0，b22＝1，b23＝1,b24＝1；

设计手段为单纯三维制图时，则b31＝1，b32＝0，b33＝0,b34＝1；

设计手段为三维制图+二维制图时，则b41＝1，b42＝1，b43＝0,b44＝1；

设计手段为三维制图+补充信息时，则b51＝1，b52＝0，b53＝1,b54＝1。

进一步地，所述成熟度分级和零件版本对应关系表为根据汽车产品通用数据成熟度分级和PDM系统中版本含义和状态标识呈现，所述的通用成熟度等级为四级M0、M1、M2、M3且M3>M2>M1>M0，每一等级对应的细分版本和赋予版本的某一类型数据成熟度涵义由企业定义；所述成熟度等级赋值表为通过赋值法设定的M0至M3等级四种类型数据的成熟度分值查询表；所述单一零件的成熟度计算结果对照表为计算得出的车型产品数据的成熟度评估等级、分值和结论的表。

进一步地，所述成熟度等级赋值表具有三个赋值列，其中第一赋值列为主设计手段赋值列，第二赋值列为次设计手段赋值列，第三赋值列为开发履历赋值列，为避免赋值加权分值区间出现重复分值，增加分值分布的离散度，每一等级成熟度赋值均在原有加权分值上加上补偿分值，补偿分值为上一等级成熟度赋值加权最大值，根据成熟度等级M3>M2>M1>M0的等级顺序，每级成熟度的赋值综合补偿上一等级最大值。

进一步地，所述单一零件的产品数据成熟度分值计算公式为：

其中：

α为第一赋值列的权重系数，取值为1，x为第一赋值列的底层零件成熟度评估提取内容矩阵A的分析结果分值；

δ为第二赋值列的取值系数，取值为0或1，其中0表示无次设计手段，1表示有次设计手段；β为第二赋值列的权重系数，取值为1，y为第二赋值列的底层零件成熟度评估提取内容矩阵A的分析结果分值；

γ为第三赋值列的权重系数，取值为1，z为第三赋值列的的底层零件成熟度评估提取内容矩阵A的分析结果分值。

本发明提供的一种基于PLM平台的汽车产品数据成熟度智能评估系统，包括PDM系统，所述系统集成有整车产品数据协同设计模块、产品数据结构管理模块和PDM系统结构管理器模块，还包括：

PDM系统数据库模块，用于存储所述汽车产品数据成熟度分级和零件版本对应关系表、成熟度等级赋值表及单一零件成熟度计算结果对照表；

虚拟工程数据顶层模块，用于存储已完成配置化的整车零件清单中所有零件的设计数据，搭建拟进行产品数据成熟度评估的单一虚拟整车；

数据处理模块，用于执行基于PLM平台的汽车产品数据成熟度智能评估方法中的数据处理和计算。

本发明提供的一种计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被处理器运行时使存储介质所在设备执行基于PLM平台的汽车产品数据成熟度智能评估方法。

本发明通过智能评估产品数据成熟度，可将设计数据缺陷快速且精准锁定、确定整个项目阶段数据成熟度，以便于数模修订和整车进度评审工作，不仅提高了产品设计的准确性，同时对整车开发透明监控管理提供了支持，保证数据一致性，实现单一数据自上而下全透明监控。本发明采用适应性强的无主体结构的3D+2D+NOTE+履历模式，构建融合零件ID、类型、版本、结构和属性的底层零件产品数据结构模型，按照汽车产品数据成熟度通用增长阶段分级，利用矩阵分析法综合分析，通过赋值法设定各等级数据成熟度评分区间，并提供了单一零件产品数据成熟度计算方法。本发明可通过简单设定企业的PLM平台的主数据库，以及PDM系统的结构管理器模块，可快速输出实现整车零件的数据成熟度评估结果清单，从而实现整车产品数据成熟度智能评估。

附图说明

图1为本发明所述的基于PLM平台的汽车产品数据成熟度智能评估系统示意图；

图2为本发明所述的底层零件产品数据在PDM系统中的结构模型示意图；

图3为本发明所述的基于PLM平台的汽车产品数据成熟度智能评估方法流程图。

具体实施方式

如图2所示，本发明所述基于企业PLM平台构建的汽车产品数据成熟度智能评估系统是指企业级的PDM系统，集成3D/2D设计软件和企业BOM管理软件构建，包含了整车产品数据协同设计模块、产品数据结构管理模块和PDM系统结构管理器模块；所述整车产品数据协同设计模块包括PDM系统集成的3D/2D设计软件在线多据点协同设计、产品电子签审、发布及变更；整车产品在客户终端完成在线设计后，把整车产品设计整车产品EBOM数据及配置信息经PDM系统的集成接口导入的信息，以及导入数据最新更改信息保存签入到PDM系统中；所述产品数据结构管理模块包括产品结构在PDM系统中维护除3D/2D数据之外的该产品的其它技术文件设计、发布及变更。所述PDM系统结构管理器模块是PDM系统内固有的产品结构管理模块，整车产品数据通过集成的上述整车产品数据协同设计模块和产品数据结构管理模块保存进PDM系统上后，可在所述结构管理器中进行虚拟评估车型搭建和结构管理。几个模块可以协同进行、互不干扰。

为了实现本发明基于企业PLM平台构建的汽车产品数据成熟度智能评估方法，在PDM系统中还构建有PDM系统数据库模块，用于存储所述汽车产品数据成熟度分级和零件版本对应关系表、成熟度等级赋值表及单一零件成熟度计算结果对照表；虚拟工程数据顶层模块，用于存储已完成配置化的整车零件清单中所有零件的设计数据，搭建拟进行产品数据成熟度评估的单一虚拟整车；数据处理模块，用于执行基于下述基于PLM平台的汽车产品数据成熟度智能评估方法中的数据处理和计算。

如图3所示，本发明所述基于PLM平台的汽车产品数据成熟度智能评估方法，包含以下步骤：

S1、基于上述PDM系统各集成模块，在PDM系统中构建底层零件产品数据结构模型，所述底层零件产品数据结构模型如附图2所示。所述的底层零件结构模型包括该零件在PDM系统中定义的总览类型的ID、版本；在所述总览类型的零件版本下构建若干伪文件夹和一个文本文档，所述若干伪文件夹对应于零件的3D、2D、NOTE(即补充信息)、开发履历四种类型数据信息集，所述每一种类型的伪文件夹下包含对应类型的数据版本，该类型的数据版本下存放此类型数据集；所述文本文档包含该版本总览类型零件的各车型配置信息。

S2、根据企业本阶段的设计手段和对零件成熟度与版本关系的定义确定底层零件成熟度评估提取内容矩阵A。

(i＝1,2,…,m；j＝1,2,…,n)

矩阵B＝(b

同阶段；列代表零件A的产品数据取值的四个分类：类型1-3D、类型2-2D、类型3-NOTE、类型4-履历。

矩阵C＝(c

其中s——可评估系数，取0或1，零件的上层结构在整车中配置信息为空时，s＝0，则产品数据成熟度不可评估；零件的上层结构在整车中配置信息为非空时，s＝1，提取A值。

设计手段系数矩阵B中b

设计手段为单纯二维制图，则b

设计手段为二维制图+补充信息，则b

设计手段为单纯三维制图，则b

设计手段为三维制图+二维制图，则b

设计手段为三维制图+补充信息，则b

按照车企通用数据成熟度要求，将汽车产品成熟度分为M0、M1、M2、M3等级，并利用列表对应的方式，明确版本状态与各等级的关系如表1。

表1汽车产品数据通用成熟度分级表

以上等级M3>M2>M1>M0。开发履历包含具体内容有：①、配置差异信息；②、仕样差异信息(形状/结构/尺寸/材质/安装方式/涂装/重量/部品构成等)；③功能差异信息(功能/性能/法规对应/品质对应等)；④功能/性能要求(整车性能分解、零件性能要求)；⑤法规要求、零件设计和验证依据标准；⑥对手件配合、安装、装配策略；⑦竞品对标⑧共用化描述⑨轻量化描述。

S3、建立PDM系统数据库，存储所述汽车产品数据成熟度分级和零件版本对应关系表、成熟度等级赋值表及单一零件成熟度计算结果对照表。

所述成熟度分级和零件版本对应关系表为根据汽车产品数据通用成熟度分级和PDM系统中版本含义和状态标识呈现。通用成熟度等级为四级M0、M1、M2、M3。每一等级对应的细分版本和赋予版本的某一类型数据成熟度涵义由企业定义，车企研发对成熟度细分越精细，赋予版本和版本的标识越详细，可无限拓展。

所述成熟度等级赋值表为通过赋值法设定的M0至M3等级四种类型数据的成熟度分值查询表。表2为系数矩阵取值为1、1、0、1类型的赋值表赋值。

通过步骤S2的设计手段阶段系数矩阵逻辑可知，类型1、类型2和类型3只可能两种同时出现，且主设计手段只能为一种，设为赋值列1，两种同时出现时，次设计手段列设为赋值列2，类型4为固定出现项，设为赋值列3，赋值列最大为3。因此，设计手段系数矩阵与赋值对应关系为：

下面取系数为1、1、0、1类型示例，赋值单一零件三种类型的数据成熟度如下表2：

表2单一零件数据成熟度赋值表

根据等级顺序，成熟度等级M3>M2>M1>M0，每级成熟度值综合补偿上一等级最大值：取M1级补偿值为40，M2级补偿值为120，M3级补偿值为200。为避免赋值加权分值区间出现重复分值，增加分值分布的离散度，每一等级成熟度赋值均在原有加权分值上加上补偿分值，补偿分值为上一等级成熟度赋值加权最大值。

由上表可见，成熟度等级为M0、M1、M2、M3的单一零件提取值A分析结果为13种状态呈现：

其中，结果成熟度M0级的单一零件提取值A分析结果为4种结果分布：最新发布版本号为空、最新发布版＝M0级某一版本、最新发布版＝M0级某一版本且为最新版、最新发布版＝M0级某一版本，且版本号<最新版本号；

成熟度M1级的单一零件提取值A分析结果为3种结果分布：最新发布版＝M1级某一版本、最新发布版＝M1级某一版本且为最新版、最新发布版＝M1级某一版本且版本号<最新版本号；

成熟度M2级的单一零件提取值A分析结果为3种结果分布：最新发布版＝M2级某一版本、最新发布版＝M2级某一版本且为最新版、最新发布版＝M2级某一版本且版本号<最新版本号；

成熟度M3级的单一零件提取值A分析结果为3种结果分布：最新发布版＝M3级某一版本、最新发布版＝M3级某一版本且为最新版、最新发布版＝M3级某一版本且版本号<最新版本号。

单一零件的产品数据成熟度分值计算公式如下：

其中：

α为列1权重系数，一般取值为1，x为列1的A值分析结果分值；

δ为列2的取值系数，为0或1,0表示无次设计手段，1表示有次设计手段；

β为列2权重系数，一般取值为1，y为列2的A值分析结果分值；

γ为为列3权重系数，一般取值为1,z为列3的A值分析结果分值；

所述单一零件的成熟度计算结果对照表为利用单一零件的产品数据成熟度计算公式，得出的车型产品数据的成熟度评估等级、分值和结论的表。如下表3：

表3单一零件成熟度计算结果对照表

S4、搭建要进行产品数据成熟度评估的单一虚拟整车。在PDM系统中新建一个虚拟工程数据顶层，将该虚拟工程数据顶层发送到PDM系统结构管理器模块后，通过零件ID和总览类型查询PDM系统集成的产品数据结构管理模块已完成配置化的整车零件清单，复制并粘贴至该虚拟工程数据顶层中，即完成单一虚拟整车的搭建。

S5、对单一虚拟整车执行数据提取，对整车零件清单中所有零件逐一进行设计数据成熟度评估，并将成熟度评估结果输出至PDM系统的HOME文件夹；未达标零件在整改后重新进行设计数据成熟度评估，直至整车产品数据成熟度达标。