设计模型破解“数据之墙” 全数字化研发实现协作创新

当前，在信息化技术条件的支持下，全球制造业发展正呈现出几个显著特点：第一，全球化。通过信息技术手段，共享的资源配置有效帮助企业实现全球化的发展和部署。第二，精细化。信息技术有效帮助企业实现业务流程和管理方面基于点的控制。第三，协同化。产业链之间不同主体间的协作离不开以信息技术为手段构建的协同平台、供应链平台。

2012年12月14日，在上海举办的“欧特克机械设备行业高层研讨会”上，欧特克公司亚太新兴市场制造业销售拓展高级总监黄志铭表示，全球化竞争在制造业的表现尤其突出，平台、模块化和基于规则的设计手法在不同行业中都已有所体现。据了解，此次欧特克举办的机械设备行业高层研讨会正值一年一度的欧特克AU中国 “大师汇”期间，是面向机械设备行业信息化痛点举办的专业化封闭式论坛。多位来自国内知名机械设备行业的信息化专家和欧特克的技术专家们进行了广泛而深入的交流。

“这些新特征意味着制造企业的角色已经发生变化，不再简单的是制造产品，更要服务于产品，服务于产品全生命周期。”中国航天科技集团总工程师、国家863计划现代集成制造系统信息专家组组长、制造业信息化工程总指挥长杨海成表示，“在这种情况下，企业在其所处产业链中的价值进一步延伸，向服务型制造企业转变显得尤为重要。”作为制造业的重要分支，机械设备行业的信息化实践现状和痛点无疑是具有思考价值和代表意义的。

数据破“墙”是关键

来自第三方研究分析机构Tech-Clarity的一份调查报告显示了机械设备行业的重要发展趋势。黄志铭介绍，在企业业务战略层面，通过创新实现产品差异化、通过定制实现产品差异化和直接参与全球竞争是业绩出众企业中排名前三的策略重点。在工程设计与产品开发方法的执行层面，业绩最佳公司与普通公司的差距则主要体现在平台设计、模块化设计和基于规则的设计方法等方面。在设计和产品开发技术方面，绩优企业与普通企业的差距主要体现在仿真分析、配置器、设计自动化及工厂布局、仿真等方面。

从图纸到模型再到数据，工业产品表达方式的变迁清晰可见。然而，横亘在CAD、CAE等产品设计环节之间的是一堵无形的“数据之墙”。“数字化样机是未来表达产品所有状态最根本的依据。”杨海成认为，“在三维模型状态下，产品的性能、功能、状态、相互的关联、相互的修改都是围绕着产品模型进行的，这是未来定义所有产品的一个基本依据。因此，产品数据在后续的使用过程中非常关键。要将描述产品功能和性能的数据转换成描述产品生产加工过程的数据，以及将来可用于维护、维修等后续服务状态的数据。产品的全生命周期管理是构建企业产品最佳使用和服务状态的最根本的需求。”实现数据关联与共享的关键是设计和定义好的模型、标准和流程体系，并将这些工具规定在有效的框架内实施。

在快速应变的数字化设计和制造领域，通用标准的制定实际上是落后的。然而，企业的产品数据是需要持续和长久保留的，毫无疑问它是企业最重要的知识和财富。在制造业数字化样机相关技术的驱动下，欧特克的解决方案正越来越成为一种事实上的工业产品标准。哈尔滨电气集团副总经理苗立杰表示，在产品数字化设计的全生命周期中，标准化的数据接口和模块化的、集成的平台非常重要。在此基础上，产品在其设计制造的流程中才能有效实现数据的关联、共享，进而实现协同创新。从二维到三维、从仿真、分析到设计、制造，欧特克的数字样机正全面覆盖产品设计的全生命周期。

全数字化研发打通信息脉络

在机械设备行业，产品研发过程的一个关键点就是CAD与CAE工程师的协作问题。三一重型装备有限公司研究本院、数字化样机中心主任闫炳雷介绍说，在设备交付过程中，产品对设计的准确性、可靠性的要求非常高，总体设计和详细设计阶段都需要CAD和CAE工程师的全程参与。在此基础上，将数据上传到PDM系统中，并实现统一的规划和管理。包括三维模型、CAE的分析报告等都可以在PDM中进行归档、管理。

实际上，在数字化工具协同设计领域，数据使用的关键点无外乎模型、集成、共享、管理几个方面。在制造业，产品差异化也是体现企业竞争力的通用标准。具体而言，创新和定制化是实现差异化的重要手段。“从技术角度看，平台化、模块化和全自动化的设计可以有效帮助企业达成这一点。最优秀的企业能够提高设计效率，快速地响应市场。” 欧特克技术经理刘雪冬表示，“这一切的核心是基于模型的企业信息管理系统，归根结底是设计模型。设计模型需要携带足够丰富的信息，并且可广泛地使用于任何系统中。”如何建立有效的大模型?打通数字流程的全数字化研发是基础。

机械设备研发流程需要的不仅是各式各样的设计工具，更包括各种设计工具的整合。当前，在工业设备设计与开发过程中，满足客户的交付时间表和变更管理是两大重要挑战。借助平台化、模块化和自动化的设计方法，能够建立面向机电一体化的全数字化研发平台，在销售、设计制造和管理环节实现招投标、设计层面的充分协作，进而实现差异化和定制化创新。具体而言，包括工程设计、技术文档、可视化、仿真分析、协作等在内的设计模型正在重塑重型机械行业的数字化平台。

在传统设备制造商转向系统集成和服务提供商的背景下，企业更加关注创新和成本控制。在招投标过程中，技术展示能力至关重要。欧特克制造业解决方案能够处理系统集成时的大装配，提供强大的大装配和可视化能力，并将设计数据和业务系统进行集成。通过重用和维护现有二维数据、涵盖从二维到三维的底层至顶层设计、模拟钢结构的应力分析、仿真分析、供应链协同、渲染和可视化等流程减少设计错误、加速上市并提高产品质量。

云、移动化的技术趋势进一步强化了设计模型的工具属性。这一特质不仅体现在面向特定设计步骤的精准模拟和完整流程的集成化定义上，更体现在按需、实时化的设计体验和产品交付上。未来的数字化设计可以让用户随时随地访问近乎无穷的计算能力，优化工作协作，增强计算能力，从而大大改善其工作方式。欧特克将设计套件与云服务整合，通过Autodesk Vault软件，可将工作组在同一个位置集中组织、管理并跟踪工程CAD数据、制造物料清单以及变更流程。

欧特克云让设计者和工程师更好地获取高性能渲染、优化设计、仿真分析和协作等改良功能，而这些功能以前仅供那些能访问本地高端计算资源的机构使用。此外，欧特克云还能加快设计渲染、以更少的时间和资源生成更多设计迭代，实现更加轻松便捷的无缝协作，从而大大改善整体设计及创意过程。

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