在設(shè)計(jì)過(guò)程中仿真

1、在設(shè)計(jì)過(guò)程中仿真     傳統(tǒng)的Cow Path牛路流程    “您知道嗎？整個(gè)產(chǎn)品生命周期中所花費(fèi)的成本，有80在產(chǎn)品設(shè)計(jì)性能預(yù)測(cè)之前就已經(jīng)確定”,許多介紹演示都是以這句話開頭的。實(shí)際上，這個(gè)經(jīng)常被業(yè)界人士引用的統(tǒng)計(jì)數(shù)字已經(jīng)被定性和定量研究了多年。在概念、設(shè)計(jì)與原型制造階段的決策對(duì)后期的產(chǎn)品裝配、加工、維護(hù)與服務(wù)成本究竟會(huì)產(chǎn)生什么樣的影響呢？通過(guò)跟蹤產(chǎn)品的整個(gè)產(chǎn)品生命周期中所應(yīng)用的核心技術(shù)，研究人員對(duì)這種巨大影響的效果做出了量化分析。    后來(lái)這些量化的研究范圍還得到了擴(kuò)展，比如在進(jìn)行關(guān)鍵性

2、決策時(shí)，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)對(duì)于產(chǎn)品的性能到底了解到什么樣的程度？可得到的研究結(jié)果很令人擔(dān)心：現(xiàn)在關(guān)鍵性的設(shè)計(jì)決策經(jīng)常是基于設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)做出的，而不是基于對(duì)產(chǎn)品性能的可靠評(píng)估。   我們知道產(chǎn)品整個(gè)生命周期的成本與企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程有直接關(guān)系，而產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程又是企業(yè)經(jīng)過(guò)多年的改進(jìn)和積累而產(chǎn)生的結(jié)果。Daratech公司的奠基人Charles Foundyller先生將企業(yè)目前的設(shè)計(jì)流程的演變形象地比喻為牛路流程鏈（Cow-Path）。他將設(shè)計(jì)流程演化與農(nóng)場(chǎng)奶牛每天活動(dòng)的路線作了個(gè)類比：奶牛每天的活動(dòng)會(huì)建立并遵循一個(gè)固定的路徑模式而從不改變，即使是其經(jīng)常去飲水的池塘已經(jīng)干涸。他認(rèn)為目前

3、多數(shù)制造企業(yè)內(nèi)部的流程更改是非常緩慢的，基本上不能和市場(chǎng)或制造環(huán)境的巨大變化保持一致，因此在流程改進(jìn)上有很大的空間。    VPD，PLM與數(shù)字化企業(yè)    在設(shè)計(jì)流程的早期獲得效益    為什么要在設(shè)計(jì)過(guò)程早期就開始應(yīng)用仿真技術(shù)或VPD技術(shù)呢？Stefan Thomake與Takahiro Fjuimoto在一篇名為“The Effect of Front-Loading Problem-Solving on Product Development Performance”(提前解決產(chǎn)品開發(fā)問(wèn)題對(duì)績(jī)效的

4、影響) 的論文中，以豐田公司的成功經(jīng)驗(yàn)為例做了詳盡的解釋。在90年代早期，豐田公司重組了他們的產(chǎn)品開發(fā)流程，增加了設(shè)計(jì)員與產(chǎn)品工程師之間的面對(duì)面交流和聯(lián)合解決問(wèn)題的能力。通過(guò)追蹤豐田公司的多個(gè)開發(fā)項(xiàng)目，發(fā)現(xiàn)僅在流程實(shí)施重組改進(jìn)溝通后，他們?cè)诘?階段（第一次物理原型）時(shí)就找出并更正了40的問(wèn)題，在第5階段（第二次物理原型）達(dá)到75，然而很明顯的是，在設(shè)計(jì)與制造流程的后期發(fā)現(xiàn)問(wèn)題比在第一和第二階段發(fā)現(xiàn)與解決問(wèn)題要昂貴很多。所以，豐田在諸如CAD、CAM與CAE等PLM技術(shù)上重點(diǎn)加強(qiáng)投資來(lái)幫助他們發(fā)現(xiàn)與解決更多的車輛設(shè)計(jì)的問(wèn)題。這些改進(jìn)幫助豐田公司在第3階段發(fā)現(xiàn)和更正大約50的問(wèn)題，在第5階段達(dá)到大

5、約90。從90年代末期到現(xiàn)在，豐田持續(xù)的增加PLM技術(shù)的投資，特別是在VPD技術(shù)方面。    豐田希望藉由應(yīng)用VPD技術(shù)可以在第二階段消除大約80的問(wèn)題（在第一次物理原型制造之前），第四階段的目標(biāo)達(dá)到90。他們研究的結(jié)論清楚地展示了將三維CAD與VPD技術(shù)相結(jié)合是在開發(fā)流程早期識(shí)別和更正設(shè)計(jì)性能相關(guān)問(wèn)題的更為有效的方法，遠(yuǎn)比單純依靠CAD數(shù)據(jù)有效得多。另外，現(xiàn)在豐田正在實(shí)施將已開發(fā)的項(xiàng)目中遇到的問(wèn)題與解決方法的相關(guān)信息傳遞到新開發(fā)項(xiàng)目的前期階段，以便進(jìn)一步加速他們開發(fā)周期。    識(shí)別工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)   

6、這五個(gè)趨勢(shì)是:    1、向全數(shù)字化設(shè)計(jì)與驗(yàn)證環(huán)境發(fā)展的趨勢(shì)，以數(shù)字化仿真取代物理樣機(jī)和物理試驗(yàn)；    2、將產(chǎn)品開發(fā)外包業(yè)務(wù)納入整個(gè)供應(yīng)鏈：不僅僅是部件級(jí)的幾何模型，而是包括仿真分析在內(nèi)的整個(gè)子系統(tǒng)的開發(fā)；    4、廣泛利用知識(shí)工程軟件工具來(lái)捕捉公司及業(yè)界應(yīng)用CAE的成功經(jīng)驗(yàn)和專家知識(shí)。    5、在設(shè)計(jì)流程中盡早運(yùn)用CAE。D.H. Brown協(xié)會(huì)稱這是現(xiàn)代“超級(jí)”設(shè)計(jì)工程師的關(guān)注點(diǎn)。    充分利用已有的技術(shù)資產(chǎn)    對(duì)于產(chǎn)品開發(fā)機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)，最好是先充分發(fā)揮已有的技術(shù)資源，并通過(guò)整合模塊加強(qiáng)已有的仿真分析能力的廣度和深度。舉例來(lái)說(shuō)CATIA的用戶就可以考慮整合在CATIA里面的分析工具（比如MSC.Software公司專為CATIA V5開發(fā)出來(lái)的"SimDesigner"產(chǎn)品系列）。如此一來(lái)，設(shè)計(jì)人員和工程師就能夠更有效的應(yīng)用累積傳承下來(lái)的數(shù)據(jù)及現(xiàn)有的軟件工具。在CATIA環(huán)境中產(chǎn)生的分析結(jié)果可以很方便的用來(lái)對(duì)多種概念設(shè)計(jì)做初步評(píng)估，使設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)有能力在時(shí)間及預(yù)算的約束范圍內(nèi)