可视化

由于本章讨论的与产品结构相关的要求，比如跨学科性、集 成、实例化和全产品生命周期联合，数字产品模型的复杂度 达到了工程师日常难以处理的水平，从而导致了接受度问题。

批准、变更、配置管理等典型工程过程要求清楚了解哪些对 象受这个过程的影响。这里使用了下面两个术语：

　已配置项（CI）：

可能会受到一项变更影响的产品结构构件及其相关文件。

通常有 50 到 200 个已配置项。

　受影响项（AI）：

这些是实际受一项变更影响并且必须变更的构件。

图形是这些复杂结构可视化的一种绝佳方法（图 32）。当然，

这要求通过链接分配各种创建和管理系统（TDM、SysLM 和 ERP）（见图16）。必须用典型的“轻量”格式（TIFF、PDF、JT等等）

在可视化中跟描述用节点链接的文件。

图 32： 基于图形的解决方案，用于一个全产品生命周期连接的产品模型，以 变更请求中一个受影响项为例 来源： ^[37]

7. 未来的过程及 IT 架构

一个支持开发适合于工业 4.0 的产品结构的集成、跨学科、联 合 PDP 以产品生命周期各个阶段的各种创建系统为基础。此 外，该过程还必须合并各个学科、位置和供应商 – 这些必须 通过一个含有一个或两个层级（具体取决于复杂度）的合适 架构合并到一个通用产品和过程主干中。这些概念分为德国 汽车工业协会（VDA）的一个工作组确定的下列四个层次：

　创建系统（RM、SysML、MCAD、ECAD、CASE、CAP、CAM、

数字工厂、Office 以及计算和仿真系统）

　团队数据管理 （TDM）：这是一个用于管理与创建系统相 关并且直接分配给创建系统的信息的管理层次。该层次一 般管理创建系统的原生格式。若创建系统的结构简单，可 以断开这个层次 – 这被称为直接继承。现在出现了这样一 个趋势，即基于现有数据库的创建系统，将创建系统和 TDM之间的层次合并在一起。

　工程主干：产品生命周期的核心层次，包含跨学科产品结 构以及所有相关文件，主要为中性格式。这形成了面向工 程的批准、变更和配置管理系统的基础。这一层次通过 PLM和 SysLM 系统实施。

　ERP 主干：在大多数情况下由多重本地实例以及在全球配 送中往往经过不同调整后的 ERP 系统组成。现在，逻辑以及 生产相关的变更和配置管理系统都在这个系统中。

图 33 阐释了从碎片化方法向面向未来的 IT 架构过渡的过程。

这一过程考虑了最近几年出现的 IT 解决方案组合。标准的 CASE工具供应商已经用需求管理（RM）和 MBSE 工具扩展了 自己的解决方案，这就是所谓的应用生命周期管理（ALM）。

ALM可以在 TDM 或者主干层次实施。不过，公司以前往往按 照“同类中最好”的方法选择这三个功能。服务生命周期管 理（SLM）直接放在产品生命周期的后期。

图 33：架构、ALM、SLM 和 PLM 创建了一个碎片化主干和 ERP

TDM 层次是要集成的各种创建系统的中间层次，管理与创建 系统相关的信息，比如原生 RM、SysML、CAD 和 CAE 文件。

这意味着只有工程过程绝对必需的产品数据才在工程主干里面 管理。在这一层次的可视化使用TIFF、JT 和 PDF等中性格式（见 图 32）。企业服务平台管理来自运行的反馈数据，管理或援引 数字双胞胎的配置。

这一碎片化架构（图 34 中的 a）主干层次的主要问题在于协 调 ALM/ SysLM 定义的设计链和 ERP 定义的供应链之间的信 息和过程。此外，ERP 系统没有公司调整产品、生产和过程 模型所必需的灵活配置选项。这意味着联合过程配置往往以 最小公分母为基础。

图 34： 用于集成设计和供应链的基本替代方案

一个替代解决方案是一个更加具有革命性的解决方案。在这 个解决方案中，重叠过程被移到一个层次更高的系统，比如 基于企业服务器，带基于模型的嵌入式知识库（图 34 和图 35中的 b）。这个知识库里面有一个链接，连接从理论上可能 受变更或批准影响的所有构件（已配置项）。在这个应用中，

可能受到影响的构件会相继向用户显示，并且被交互选择，从 而产生一个只显示受该变更影响的构件（受影响项）的情景。

基于图形的可视化解决方案（见图 32）和允许外部对象和属 性的知识库技术完全可以显示。

图 35： 用于可视化和工程变更实施的相关工程驾驶舱（CMBC = 变更管理主干 及控制）. ^[37]

图一 个更 加具 有革命 性 的解 决 方案会将所 有应用领 域 – ALM、生产计划及生产资源和服务 – 集成到 SysLM 主干里面。

这要求有效集成数字工厂系统和 MES。在这一情景中 ERP 将 起到执行系统的作用，然后可以在一个通用层次实施所有工 程过程。图 36 所示为产品生命周期中所有应用领域的一个通 用 SysLM 主干。创建系统被直接集成或者通过一个 TDM 解 决方案集成。主干必须只含有真正相关的数据。SysLM 主干包 括 ALM 和 SLM 的管理功能。供应链功能通过一个有效的 MES 实施，与数字工厂和 ERP 系统结合。后者代表该上下文 中一个纯粹的执行系统。

图 36： 用于系统生命周期管理的一致主干解决方案

一个一致工程主干的整体架构带来一个问题。网络技术在这 里提供了新的视角。自首次推出以来的十多年内，表述性状态 传输（REST）一直是最重要的网络应用之一。REST 将变得越 来越重要，成为快速发展的标准 OSLC（生命周期协同开放服 务）的基础。现在几乎每种开发语言都含有用于开发 REST 网 络服务的框架。在今后，图 36 中所示主干解决方案会代表永 久数据和通过 OSLC/REST 链接的数据之间的一个妥协。