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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)
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