本文由CIO发展中心根据长城汽车IT管理本部副本部长岳毅先生在CIO发展中心汽车BOM联盟2018年会之“走进长城汽车”活动演讲整理

很高兴大家能够来到长城汽车，欢聚一堂，互相交流和学习，也非常荣幸，由我来给大家分享长城汽车在研发方面的一些探索。在认真学习了前面几位的演讲内容之后，我特别认可CIO发展中心汽车BOM联盟秘书长李晓龙在开场辞中的一句话：中国汽车企业的设计周期已经很快了——36个月，汽车行业整体已经具备了一定的竞争力。但是像日系企业这样的竞争对手，已经把设计周期压缩到了24个月，与之相比，中国汽车行业还是慢了。

基于以上现状，对于设计部门来说是个巨大的挑战。作为技术支持和服务的IT部门如何能够从效率、能力上帮助设计部门，这是我今天想要分享的课题——数字化研发引领企业的协同设计。

长城汽车  IT管理本部副本部长 岳毅

一、行业动态及发展趋势

1、行业趋势

近两年，汽车行业从宏观和微观层面上，都在发生着深刻的变革：在销量方面，汽车市场已经连续下滑五个月，行业竞争加剧、合资品牌价格持续下探；在利润方面，行业已进入深红海市场，价格战使利润持续下降；在政策环境方面，国家及行业的监管持续加严，如4月1日出台的双积分、7月1日推出的关税下降，以及将于19年7月正式启动的国六标准等等；在新技术方面，车联、无人驾驶、新能源、智能交互等创新技术层出不穷，这些都在驱动着企业要持续加快创新步伐。

2、设计周期的影响因素

汽车行业的设计周期普遍在加快，中国汽车行业的创新需要迎头赶上。那真正影响设计周期的重要因素有哪些呢？据行业统计，主要有两点：一是等待浪费，二是设计返工。

等待浪费：汽车行业本身是一个超复杂的综合项目体，涉及到多学科、多单位、多专业、多部门的配合，设计流程中的各任务既相互制约，又互为前提，因此，基于串行的整车设计流程里，有60-70%的工作都存在着非增值项目。

设计返工：这是最常见的，表面上看，是某个项目工程师，犯了错误、出现了问题，但深层原因，可能是企业内部积累的相关知识、开展的实效分析，并没有完全转换成其个人的能力。那么，在没有转换成能力之前，企业是否可以建立一个敏捷体系，能让工程师在更早期发现相关问题并预防？

基于以上，我们引申出一个课题——如何打造高效、嵌入知识的协同设计平台，以帮助业务部门快速和高效的达到目标。

二、数字化研发协同思路

1、研发模式发展趋势

从业务模式的层面来看，未来的业务模式，到底会向什么方向发展；从信息化的层面来看，有没有更好的工具和环境，来辅助其有效落地。

“精益研发”里提到研发模式的发展趋势，主要划分了五个层级：

无序级：基于个人意识的积累，在组织尚未有意识之前，优秀员工自发促进个体成长。

组织级：基于组织意识的汇总，企业识别出研发的关键要素，着手有意识地积累工作。

流程级：基于稳定流程的共享，在流程的引导下，企业开始将研发关键要素有序的排布并进行运行。

协同级：基于完整体系的协同，完整的研发体系使得研发关键要素得到有效协同，集成甚至融合。

精益级：基于柔韧体系的精益，完整的精益研发体系使这些关键要素融合贯通，随需而变。

在以上五个层级中，协同是从某种程度上变化之后，需要相关人员了解配合并做出相应变化。而精益实际上提出了在做变化的同时，背后有一套知识体系以及辅助模块，能快速的支持变化顺利的执行下去，正是基于这一因素，它将给企业带来难以模仿的竞争优势。

2、助推研发模式发展的数字化技术

就IT技术领域而言，从最早的二维到之后的三维，到近期常提到的MBD、MBE，都运用到了汽车行业。从中可以看到无论是上下游业务协同、多专业设计协同，还是机电软开发协同，行业都在通过谋求协同的环境，来促进业务的改善。

基于以上背景，长城汽车尝试梳理了基于协同与敏捷研发的相关目标：一方面通过设计方法以及知识嵌入的协同，来提高设计方案的准确性；另一方面建立虚拟验证的数字环境，大幅减少物理样车；第三，建立满足概念、设计、工艺、海外技研、供应商之间的协同设计环境，缩短设计周期。

3、数字化协同实施路径

基于以上理念和目标，长城汽车做了相关的探索与尝试，数字化协同的实施路径共分了五个层级。

统一环境的协同：构建单一数据源的协同设计环境，满足全球协同研发需求；各专业基于统一CADBOM结构树，能够实时查看设计进度。这一层级更偏向于物理级的协同，将以前互相割裂的设计，做物理层面的整合。

规范设计方法的协同：引入参数化等设计方法，保留设计过程便于知识传承与修改；通过参数引用、关联，实现设计自动变更与提醒，即让相关联的内容能实时提醒、交互。

集成工具的协同：实现CAD、CAE等跨专业软件的整合，形成边设计边分析的敏捷协同设计流程；开发辅助工具，实现数模、图纸间同步转化。这是多学科、多专业之间工具性的问题，是否也能产生一些关联和协同。

流程重组的协同：基于研发大日程，将业务流程前置后进行重组，缩短设计周期；细化业务流程颗粒度到天，建立工作包，实现精细化的协同管理。业务流程的协同，无论前置还是重组，或者细化颗粒度，都是协助业务进行整体流程优化，进行工具和系统的嵌入。

知识智能化的协同：通过模板技术实现知识重用，结合设计菜谱，建立设计流程向导。将设计知识嵌入设计流程，实现设计过程自动防错的智能化协同。知识层面的协同，才能让自动化、自学习、自提醒成为现实。

三、研发协同设计解决方案

下面分享一些长城汽车近几年在研发协同设计方面的举措和实践。

措施一：统一设计环境，借助协同设计平台开展专业间自动关联的设计。

搭建CADBOM结构树，将所有设计人员放在统一环境中，改变以功能分组为标准的模式，拓展到以模块开展的相关设计。引入基于骨架模型的关联设计方案，嵌入自顶向下的模式，在设计早期确定跨专业的硬点、边界、接口等骨架信息，进行前期的讨论、预定义，再开展各组织的相关设计。这个设计平台，能满足车身、内外饰、电子电气相关人员在同一平台里快速的在线协同和交流。

在这一模式之下，数据组织效率较原来提升了80%，而自顶向下以及共享的协同平台，能使设计问题更早的在前期暴露，减少设计变更15%。

举措二：实现基于工具的协同。

分为两块：一块是三维设计和CAE性能分析协同，另一块是三维设计与制图自动化协同。

长城汽车以前的模式，更多的是概念设计与三维设计，而后进行相应的性能验证，在验证基础上发现相关问题并做相应整改，再进行实车、样车，最后进行相应的反攻，这一流程会在后期出现很多相关问题，导致对前期的设计进行大量更改。

在未来的模式里，长城汽车尝试构建产品设计和分析的敏捷迭代流程，通过CAD、CAE跨专业软件整合，将部门间的串行流程转变为边设计边分析的敏捷设计。这一转变将原有的分析能力由专业分析向全员普及，提升分析的覆盖率；将原有的系统级的性能指标分解成零件指标，进行更细颗粒度的扩展，在设计早期将产品成熟度从30%提升到50%。

第二块，更偏向于三维和二维之间的协同，通过设计工具（CATIA）的二次开发，固化三维数模转二维图纸设计规范及经验，将复杂、重复的操作步骤简化为操作命令，实现自动、快速、准确完成制图工作，制图效率提升60%。这种协同很多企业在做，甚至比长城做得更早，虽然不是很复杂，但是效果还是很明显的。

措施三：实现基于流程的跨专业、跨地域的协同。

流程的协同涵盖了全生命周期的整个链条，包括了概念协同、详细设计协同、设计与工艺协同、海外设计协同和供应商设计协同等。

以概念协同为例做分享：概念设计主要集中在总布置和造型之间的协同。众所周知，造型设计师更偏向于设计美感、流线型、时尚性等，从某种程度上更偏向于工程落地。而前期造型更多的需要用草图、二维效果图，往往需要很长时间，因此，长城汽车着重思考总结以下改善方向：第一，流程能不能前置？第二，重用能不能快速自动的进行相关的生成？第三，能否让这几个组织或专业在同一个环境里开展工作？第四，基于大循环的节点分析，能否让循环的节点更小？第五，能否通过IT手段，让检查、确认等工作更快更自动的进行。

此前的概念设计，长城已经建成了相关的一些库，可以从库里边快速的调用嵌入法规、嵌入相关要素的模板，并将其传递给造型人员，造型人员在拿到硬点和布置要求后，开展二维效果图的设计，通过相关软件的拉伸、镜像操作之后，快速建模，法规及教科人员也可以快速的拿到数据，调取车身相关数模，比如人体、眼部包络视野并确认。效果图上已经存在一些干涉，会反馈给造型人员，通过参数整体的拉伸，进行优化和进一步修改，来满足系统设计。

在概念造型阶段，长城汽车增加了先行CAS流程，使第一个三维数模提前2个月出现，概念阶段早期通过数据校核确定整车体量；将原有交互周期从1~2个月缩短到1~2天；基于模板化的校核，从原来的1.5周缩短到了35小时；其次，长城汽车在DMU的做法有点差异：原来主要集中在整体数模建设完成后，进行大节点审核和校验，现在把需要校验的要素嵌入到整个设计流程，让校验更简单、更快、更小颗粒度进行，同时也做了像轻量化的数据自动产生、固定教研模式后台批量处理等信息化的工作，使组织数据更加简单，让设计人员基于空间筛选、配置筛选、功能筛选的便捷环境，快速交割和确认。

措施四：实现基于知识的协同。

将大量分散设计、知识分类、重组，从三个应用级别实现设计知识一元化管理并嵌入工具流程。知识协同三个层面的工作主要是：知识共享、知识共享+嵌入工具、知识共享+嵌入工具+嵌入流程。

每个人在开展设计工作的时候会并发现一些问题、形成一些经验，把分散的知识形成统一的环境，以满足相关人员快速调用和抽取，比如标准件库、材料库、元件库、特征模板、断面模板库等，形成库并建立了共享之后，即使知识标准很多，相关文件也很多，但是未必能够预防问题发生，为什么？一方面在于获取知识的方便性，另一方面在于工具和流程没有有效结合。因此，长城也在做和工具整合集成层面的工作。在平台建设完成之后，会有一个共享知识库，可以基于分组、功能、名称，快速实时调用、查询、识别相关的关键要素。长城也做了三维轻量化的展示，包含关键要点，部位、要求、指标等。在真正设计时，会再设计结构树左侧嵌入相关标准，以供随时查看，同时也可以做自动提醒，当设计不满足法规要求或标准时，会及时提醒对参数做调整和优化。

长城也在研究基于流程的模板建设，类似于软件操作和安装过程，会给出相关的菜单及选择，同时可以调用以前重复的知识、模板来快速满足借用；同时，也嵌入了检验标准和校核模板，可以快速协助确认设计是不是满足相关要求，使工程师能够真正地从面向流程的产品开发转向面向模型的产品开发。

四、心得体会

长城汽车在探索研发协同设计时，也在不断总结经验，不仅局限于工具方面的改善，也是对于业务模式的变化和调整。其中也遇到了很多共性问题和心得体会，分享给大家。

第一，在做工具推行时，需要提前考虑多版本间的数据转换、异构设计软件的数据交互，如果能自动开发一些专业转换工具做转化和生成，就会规避很多不增值的工作量。

第二，需要具备相应的能力，IT人员作为项目的引领者，不仅需要知道IT领域的知识，也需要掌握其他相关能力，比如三维设计软件的能力、设计方法论的能力，便于更好地和业务沟通。

第三，因为会对未来的业务模式有很大影响，所以，建议应该由业务部门的高层进行牵头来驱动整体的业务变革，也建议IT在项目实施过程中能够跟相关领导多汇报、多交流、多分享，才能将业务模式和工具高的融合，真正发挥其价值。

最后送给大家一句话：协同只是手段，缩短周期和精益研发才是我们最终的目标。