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PLM拯救赛车

作者:jnscsh   时间:2021-07-05 09:03:34   浏览次数:

在车赛上,活跃的是车手以及支持他们的汽车商,似乎和IT没有多大的关系。其实,IT作为幕后英雄,正在为车队夺冠而努力。亨德里克(Hendrick Motorsports亨德里克汽车运动俱乐部)成功应用了PLM平台,减少了赛车修理时间,并提高了赛车性能。

突然发觉汽油不断滴落在腿上,设想一下该是发生了什么故障。是不是有些莫名的担心?当这件事发生在曾经4次获得美国全国汽车比赛协会车赛冠军的车手杰夫·戈登(Jeff Gordon)身上,并且他正在以每小时200英里的高速飞驰,遇到这种情况则不是担心,而是恐慌了。

戈登的赛车一进入到维修站,维修人员就立即展开行动,很快就发现了问题:燃料表工作不正常。通过产品生命周期管理(PLM)平台的设计功能,发动机维修人员重新设计,并重新制作了新的燃料表,及时将其安装在赛车上以应对接下来在周末举行的车赛。结果就是在印第安纳波利斯举行的Brickyard 400车赛中,戈登所在的车队取得了冠军。

IT管理组装赛车

亨德里克有550名雇员,拥有6支参加纳斯卡汽车赛事的车队,拥有诸如戈登、吉米·约翰逊(Jimmie Johnson)、凯尔·布奇(Kyle Busch)、布莱恩·维克尔斯(Brian Vickers)在内的诸多顶尖车手。亨德里克的总工程师吉姆·沃尔(Jim Wall)表示:“我们车队的目标就是提高赛车的性能并且增强其可靠性。”

正是性能和可靠性这两个因素,事实上导致了是胜利还是失败的不同结果。如果发动机出现故障会招致的赛车无法完成比赛。在美国全国汽车比赛中,如果说车手们就是职业的赛马骑师,那么要应付一个赛季全部36站比赛的“纯种马”就是赛车的发动机。它们不但必须能够达到每小时200英里的速度,而且必须经受得起每次以最高时速奔驰数小时之久的考验。因此,赛车的部件由于高热、高压以及缺乏润滑剂而造成磨损甚至烧坏也就不足为奇了。沃尔说:“非常不幸,我们的确因为这样而损坏了很多的部件。”

维修需要用到各个零部件的历史数据、故障问题报告以及其他的信息。然而,赛车的零部件并不是标准版,大多都是俱乐部自己设计生产的,记录这些零部件的各种数据就成了一项复杂的工作。特别是,当一个部件出现问题要重新设计时,为了帮助赛车性能达到最优,需要利用全面的数据进行综合考虑。为此,亨德里克开始致力于使用产品生命周期管理软件,以此来提高其赛车的性能和可靠性。

发动机是赛车最关键部分,也是最容易出问题的部分。赛车在每次比赛之后,亨德里克的发动机部门都会重新制作一台发动机。亨德里克汽车运动俱乐部的应用经理吉姆·麦克肯奇(Jim McKenzie)对此的解释是:“我们的工作就是制造出产品,并且进行测试,然后让它参加比赛并且用至损坏,接下来重新开始这个过程。”

参加纳斯卡车赛的赛车表面上看是普通的汽车。举例来说,就是把普通轿车改装成为速度型的汽车。尽管发动机还是来自于通用汽车或是福特汽车的内燃机,并且赛车使用了基本上和普通轿车同样的车身,但实际上每一辆参加纳斯卡汽车赛的赛车都是通过一些赛车组织提供的赛车全套装备组装而成的,比如亨德里克、乔·吉布斯赛车俱乐部(Joe Gibbs Racing)和鲁斯赛车俱乐部(Roush Racing)。

亨德里克发动机部门拥有82名员工,每年要重新制造700部发动机。发动机面临的数据管理方面的挑战与许多大型企业类似。过去,公司使用的产品数据是来自不同数据库不同格式的大杂烩。结果当一辆或更多的赛车遇到部件损坏的问题时,发动机工作人员就会陷入海量数据,要从中寻找记载着发动机历史数据、故障问题报告以及其他的信息。

现在,PLM系统会帮助亨德里克管理好各种零部件数据,以实现尽快地发现并修理故障,并且拥有更高的可靠性。沃尔认为:“我们不希望在比赛中重蹈覆辙。如果赛车部件失灵的话,我们必须提供相应的文件并用来参考。”换句话说,今天进行的一点点预防性维护,就是希望能够避免接下来的比赛中可能有的麻烦。

宁可错换700不留一个隐患

在任意一场比赛中任意一个部件出现问题,都会成为影响所有车队赛车的隐患,因为每支车队都用相同的发动机和部件。宁可错换还没有表现出问题的零部件,也不可以留一个隐患。因此,为了接下来的比赛,任何的修复和部件更新都必须应用于所有的赛车。

一旦发现了故障,在赛道旁的工程师们会立即使用笔记本电脑来联网查询这个部件的历史记录,同时让公司的工程师在星期一来临之前重新设计该部件。沃尔表示:“PLM软件帮助我们提高了赛车遇到故障时的反应速度,并且使得我们在最短时间内生产出更新的部件成为可能。”

比如,2005年5月6日,亨德里克赛车点火部件发生故障。沃尔说:“我们仅仅对这一个故障没有做出及时的反应,在5月14日和15日就连续发生了第二和第三次故障。”在5月20日,工程师发现是发动机的问题,利用PLM找出所有相同的发动机,利用两天的时间重新安装了这些部件。就这样,亨德里克为了5月22到5月27日的布奇系列赛(Busch Series)而一连更换了30台发动机。车队带着这些新的部件参加了比赛并取得冠军。

其实,这还只是PLM的一个内容——产品生命周期跟踪,就是监测产品从构思到寿命终止的全过程。PLM还包括很丰富的内容,比如:计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)和产品数据管理(PDM)。PLM最受汽车制造商、重型装备公司、航空航天公司和其他生产复杂产品的公司欢迎。

早在1997年,亨德里克就开始使用优集系统公司提供的计算机辅助设计软件,主要用于设计出三维赛车部件图。沃尔说:“那个时候,我们有一些小的数据库,用来储存每场赛事所使用的对应发动机。我们还有一个工作指令系统和一个编目系统。但是我们没有办法将它们组织在一起。更糟糕的是,它们全部都是不同的格式。”

2004年,亨德里克开始使用PLM平台,将发动机以及性能的信息汇总起来。这对赛车组织非常重要,因为工程师必须尽快把他们的注意力放在赛车的各种数据上,比如:发动机性能、历史记录、零件故障情况和更换信息,而不是把精力浪费在寻找这些数据上。沃尔说:“对我们来说,产品数据就是我们内部的产品设计和性能数据资料,以及赛车组装和发动机配置信息。”

PLM平台包括发动机和部件的3D模型、这占据了50千兆字节的数据空间,另外有24千兆字节用于公司所需的发动机试验数据、文档和详细目录。每天,公司都会备份1000千兆的数据。

“如果有某个部件发生故障,工程师们可以利用简单的文本信息来生成故障报告书,并将其和部件编号链接在一起。”沃尔表示:“接下来工程师们将故障报告书提交给PLM平台的工作流进行处理,然后将情况发送给我们基地的发动机部门,在这里我们可以展开相应的工作。”

一旦发动机的部件有问题,就可能导致过早地出现故障。在发动机部门将所有赛车中的发动机更换之前,他们会尽力避免出现同样的故障。通过细致地纪录汽缸盖上的每一个螺栓的扭矩,亨德里克就可以准确地知道哪一个部件应当进行更换。沃尔补充说:“发动机使用情况追踪对于我们非常重要。”

PLM平台使得亨德里克更为有效地解决了它们的生产问题。工程师们可以立即获得关键的发动机数据来重新设计部件和加速发动机的重新制造过程。

这款软件也可以使亨德里克消除造成浪费的环节来改善其整个制造过程, 这比起五六十年代的纳斯卡车赛来说是一个巨大的飞跃。在那个年代,美国的一些提倡自主定制汽车的人员,利用业余时间改制汽车,被人们称为藏在树荫下的修理工。他们和车手聚集在一起,让汽车加足马力进行比赛。

麦克肯奇说:“我们从前花40%的时间来查找资料。而现在利用生命周期管理系统软件的优势,我们可以将所有信息发到一个地方上去,从而来进行管理。”

独好不是真的好共好才是真的好

亨德里克发动机部门有一个长期令人头痛的问题,那就是重新制作发动机时输出功率的重大差异。这问题也是该部门领导者长期以来的痛处。美国全国汽车比赛使用的两种功率的发动机,它们相差20%。亨德里克都曾使用过,功率较小的是节气门板发动机,其节气门的设计限制了赛车的进风和功率值;功率较大的是开放式发动机,它没有节气门部分。这种变化可以理解为80马力的发动机需要节气门单元,而160马力的是开发式单元。

显然,亨德里克下属的每支车队都希望得到最快的赛车。沃尔表示:“但是,他们需要赛车有更加均衡的性能。一个好是不够的,全面均衡才是最需要的。” 生命周期管理系统软件能够使发动机整体检修,以确保每一台发动机都能够同样被重新制造,以此调整到几乎一致的输出功率。在2006年,PLM平台希望将赛车性能的变化减少到0.5%,这相当于前一年的20%。

“我们已经找到了在允许误差范围内复制发动机部件的方法。”沃尔解释说。对于分包商生产的部件,亨德里克没有什么控制。而对内部的部件,该组织一直在尽力争取使机械完全重复同样的工作。“但是人员的表现并不理想。”沃尔说。

这时优集系统公司产品的实体建模和分析能力就起作用了。通过将设计数据导入制造的机床,“我们可以精确地复制部件”。沃尔提到:“这使得我们能够减少发动机装配时的性能变化并且可以使其性能差异在1%以内。现在我们车队赛车的性能只在一个极小的范围内波动。这些成果都是来自于产品生命周期管理软件的帮助。”

如果有一个亨德里克采用优集系统公司的产品生命周期管理系统的瞬间的话,那就是在大家都使用它的时候。沃尔指出:“无论何时,当你拥有一个新的系统之后,一些人就会支持它,而另外一些人却会又踢又叫地拖着它。”

企业文化障碍之一是亨德里克的赛场维修站中有最多的工程师和机械,雇员们以独特的条理著称。沃尔说:“我们是一群抄近路的牛仔,因为我们往往没有很严谨的业务流程和惯例。”

亨德里克所深知的一条准则就是获胜。车队的顶尖车手吉米·约翰逊5月20日在夏洛特的洛维赛道上(Lowe"s Motor Speedway)驾驶自己的48号雪佛兰赛车赢得巨星挑战赛(NASCAR Nextel All-Star Challenge)的冠军。在一共36站比赛中,约翰逊获得了9个分站赛的冠军,并且在纳斯卡云斯顿杯系列冠军赛(NASCAR Nextel Cup Series Championship)中领先。当然,这离不开幕后英雄PLM平台的功劳。

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