1、需求背景

目前，國內(nèi)大部分科研院所都已實施了CAD/CAE/PDM方面的信息化建設(shè)，在很大程度上提升了產(chǎn)品研發(fā)能力，但在協(xié)同設(shè)計仿真領(lǐng)域仍然存在以下主要問題：

（1）、產(chǎn)品研發(fā)過程之中主要依靠溝通會、協(xié)調(diào)會、任務(wù)協(xié)調(diào)單等方式進(jìn)行任務(wù)下發(fā)、協(xié)同及過程監(jiān)控，多部門、多專業(yè)、多人員之間協(xié)同效率較低，研發(fā)過程難以實時監(jiān)控；

（2）、產(chǎn)品設(shè)計仿真需要借助大量商業(yè)工具軟件及企業(yè)自研計算程序，但目前這些工具之間主要依靠手工方式進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與傳遞，多輪迭代分析效率較低；

（3）、目前PDM系統(tǒng)之中主要以設(shè)計仿真結(jié)果數(shù)據(jù)管理為主，設(shè)計仿真過程數(shù)據(jù)大都存儲于本人計算機(jī)之中，容易造成多版本數(shù)據(jù)引用錯誤，研發(fā)問題難以快速準(zhǔn)確定位，難以實現(xiàn)基于數(shù)據(jù)支撐的多部門、多專業(yè)、多人員、多工具快速協(xié)同設(shè)計仿真；

（4）、隨著研發(fā)人員新老更替，大量優(yōu)秀的產(chǎn)品設(shè)計仿真經(jīng)驗與知識得不到有效的梳理、固化與傳承，研發(fā)知識流失嚴(yán)重；

基于以上問題，迫切需要借助信息化手段，實現(xiàn)對協(xié)同設(shè)計仿真任務(wù)、流程、多學(xué)科協(xié)同設(shè)計仿真過程、數(shù)據(jù)及知識的規(guī)范化管理及協(xié)同應(yīng)用，以提升產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計仿真工作效率與管理水平。

2、解決方案

安世亞太科技股份有限公司在研究我國主要科研院所協(xié)同設(shè)計仿真相關(guān)業(yè)務(wù)特點、信息化現(xiàn)狀、主要問題及信息化建設(shè)需求的基礎(chǔ)之上，提出了能夠支持多部門、多專業(yè)、多人員、多工具的協(xié)同仿真解決方案，方案框架如下圖所示：

圖1. 平臺框架

說明：

協(xié)同設(shè)計仿真平臺從下至上主要由資源層、執(zhí)行層、管控層以及數(shù)據(jù)支撐層幾部分構(gòu)成，資源層主要對應(yīng)企業(yè)各類設(shè)計仿真工具資源、企業(yè)自研程序預(yù)算法等，執(zhí)行層主要由協(xié)同仿真支撐環(huán)境以及基于此的專業(yè)定制內(nèi)容構(gòu)成，是研發(fā)人員進(jìn)行協(xié)同設(shè)計仿真的主要工作環(huán)境，管控層是管理人員進(jìn)行任務(wù)下發(fā)、流程構(gòu)建以及任務(wù)過程監(jiān)控的主要工作環(huán)境，支撐層主要實現(xiàn)對協(xié)同設(shè)計仿真過程數(shù)據(jù)及相關(guān)知識信息的規(guī)范化管理，是實現(xiàn)基于數(shù)據(jù)協(xié)同的重要支撐環(huán)境。

未來基于安世亞太協(xié)同設(shè)計仿真平臺的產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計仿真應(yīng)用場景如下圖所示：

圖2. 未來基于平臺的協(xié)同設(shè)計仿真應(yīng)用場景

說明：

借助標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)流程模版，研發(fā)管理人員可以快速進(jìn)行研發(fā)流程構(gòu)建以及研發(fā)任務(wù)分配與下發(fā)，研發(fā)執(zhí)行人員接收到管理人員下發(fā)的任務(wù)之后，完成任務(wù)的接收、執(zhí)行與反饋，在研發(fā)任務(wù)執(zhí)行過程之中，可以結(jié)合快速計算過程模版進(jìn)行研發(fā)任務(wù)的快速執(zhí)行，針對研發(fā)過程數(shù)據(jù)統(tǒng)一納入系統(tǒng)研發(fā)過程數(shù)據(jù)管理，結(jié)合系統(tǒng)提供的流程與數(shù)據(jù)管理功能，管理人員可以實現(xiàn)對研發(fā)流程與任務(wù)的過程監(jiān)控。

3、客戶價值

協(xié)同設(shè)計仿真平臺主要應(yīng)用價值如下：

（1）、實現(xiàn)協(xié)同設(shè)計仿真分析任務(wù)的快速分解及下發(fā)，支持可視化的研發(fā)過程監(jiān)控；

（2）、實現(xiàn)對協(xié)同設(shè)計仿真工具軟件及企業(yè)自研程序的封裝與集成，實現(xiàn)多工具之間自動化的數(shù)據(jù)傳遞，減少數(shù)據(jù)手工處理時間，提升多學(xué)科多輪迭代分析效率；

（3）、實現(xiàn)對研發(fā)過程數(shù)據(jù)的統(tǒng)一規(guī)范化管理，構(gòu)建協(xié)同數(shù)據(jù)中心，通過專業(yè)協(xié)同數(shù)據(jù)模板實現(xiàn)多部門、多專業(yè)、多人員之間的協(xié)同設(shè)計仿真；

（4）、通過規(guī)范化的數(shù)據(jù)管理與自動化的數(shù)據(jù)傳遞，減少數(shù)據(jù)引用誤差，支持研發(fā)過程問題的快速反向追溯，提升產(chǎn)品研發(fā)準(zhǔn)確度，確保研發(fā)質(zhì)量；

（5）、支持對復(fù)雜機(jī)電設(shè)備優(yōu)秀設(shè)計仿真流程、經(jīng)驗與知識的固化與重用，不斷豐富企業(yè)知識積累。

4、案例應(yīng)用

（1）、航天某所協(xié)同仿真平臺

某所是我國航天運(yùn)載火箭總體設(shè)計單位之一，同時也是航天載人飛船、探月工程的技術(shù)抓總研制單位。近年來，隨著我國航天事業(yè)的快速發(fā)展，其承擔(dān)的型號發(fā)射任務(wù)越來越重，并且質(zhì)量控制要求越來越嚴(yán)，傳統(tǒng)的試驗驗證方式已不能滿足日益緊迫的研發(fā)任務(wù)需求，為此，該所引進(jìn)了大量的設(shè)計仿真工具軟件，在一定程度上提升了產(chǎn)品研發(fā)效率，但隨著仿真應(yīng)用的深入，問題也隨之而來，主要表現(xiàn)為：

• 設(shè)計仿真工具眾多、據(jù)統(tǒng)計，僅其總體、結(jié)構(gòu)、氣動等幾個主要部門使用的設(shè)計仿真工具軟件及自研程序與算法將近200余個；
• 各工具大都處于分散應(yīng)用狀態(tài)，在仿真過程之中，需要研發(fā)人員進(jìn)行大量的手工數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)傳遞工作，多工具之間多輪迭代協(xié)同效率不高；
• 多部門多人員之間主要依靠傳統(tǒng)的任務(wù)協(xié)同單方式進(jìn)行專業(yè)間協(xié)同，管理人員難以及時了解協(xié)同仿真工作進(jìn)展；
• 協(xié)同設(shè)計仿真數(shù)據(jù)處于分散管理狀態(tài)，多部門多專業(yè)多人員數(shù)據(jù)協(xié)同困難，并且經(jīng)常在協(xié)同設(shè)計仿真過程之中造成數(shù)據(jù)引用錯誤，容易埋下質(zhì)量隱患；

基于以上問題，該所提出了協(xié)同設(shè)計仿真平臺建設(shè)需求，擬通過信息化手段實現(xiàn)對上述關(guān)鍵問題的解決，最終實現(xiàn)多部門、多專業(yè)、多人員、多工具之間的協(xié)同設(shè)計仿真。

基于以上需求，我們給出的解決方案如下：

圖3. 某所協(xié)同仿真解決方案

• 經(jīng)過系統(tǒng)實施，目前取得了以下建設(shè)成果：
• 規(guī)范了XX所型號研發(fā)協(xié)同設(shè)計仿真工作流程，明確了各小組、各人員主要工作職責(zé)及相互協(xié)作關(guān)系；
• 實現(xiàn)了型號項目總師及科室主任對對協(xié)同設(shè)計仿真過程的整體可視化管理；
• 實現(xiàn)了XX所將近200多個自研程序算法的封裝固化以及幾十余個標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)過程流程模板的定制，促進(jìn)了研發(fā)知識的重用與傳承；
• 通過專業(yè)間數(shù)據(jù)輸入輸出模板定制，數(shù)據(jù)前處理時間有原來的0.5天或者更長縮短至分鐘級；
• 通過多工具集成，多學(xué)科協(xié)同仿真工作效率平均提升60%以上，并且結(jié)合研發(fā)過程數(shù)據(jù)管理，每次計算過程與結(jié)果均可有效追溯；
• 通過仿真報告模板定制，大大簡化了仿真報告編制時間，由原來的1-2天縮短至1-2小時；