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协同设计仿真平台引领复杂产品研发趋势
发表时间：2011-1-28 e-works王阳 来源：e-works关键字：仿真平台 设计平台 COSIM MBSE SYSWARE 信息化应用调查我要找茬在线投稿加入收藏发表评论好文推荐打印文本在复杂产品研发领域，如何协同地管理产品设计及仿真过程中的各项关键技术，成为缩短产品研制周期、降低研制成本与研制风险的关键。随着集成一体化解决方案的深入应用，不同的供应商提出了面向复杂产品的协同设计仿真平台的方法，逐渐弱化工具类软件在单一领域的功能，强化了软件之间的协同研发能力，均衡多物理属性的开发需求，强调了集成解决方案的重要性。在复杂产品研发领域，如何协同地管理产品设计及仿真过程中的各项关键技术，成为缩短产品研制周期、降低研制成本与研制风险的关键。随着集成一体化解决方案的深入应用，不同的供应商提出了面向复杂产品的协同设计仿真平台的方法，逐渐弱化工具类软件在单一领域的功能，强化了软件之间的协同研发能力，均衡多物理属性的开发需求，强调了集成解决方案的重要性。
由航天二院和北京仿真中心推出的COSIM平台，就是典型的基于并行工程开发理念的协同设计仿真应用。通过综合运用现代管理技术、先进设计/制造技术、先进仿真技术、多学科优化等技术，将管理、技术、人三者之间进行有机集成的一体化、部分智能化的支持复杂产品虚拟样机工程全生命周期开发的软件套件。COSIM平台在航天二院和北京仿真中心的推动下，已在航天、航空、船舶、兵器等行业的多个复杂产品的概念设计、论证与效能评估，工程设计研制，装备信息化中得到了成功的应用和验证。
譬如在某款飞机起落架的多学科虚拟样机设计分析中，通过集成的仿真平台，利用CATIA进行造型设计、ADAMS进行动力学仿真、Patran/Nastran进行强度分析、Easy5进行液压系统设计仿真、Matlab进行控制仿真等，上述的工具软件都服务于飞机起落架的设计分析，而不再专注于软件在单一领域的功能和应用。这种理念在一定程度上推动了复杂产品企业的企业信息化与产品信息化进程，促进了复杂产品采办模式的变革。
LMS针对复杂产品研发提出了“基于模型系统工程”（MBSE：Model-based System Engineering）的方法。“基于模型系统工程”主要回应了现今对于复杂的多物理属性智能系统开发的需要，即：将研发关注点推向开发流程的更早阶段（3D详细模型以前）、更为广阔的物理属性（机、电、液、热等）、更复杂的系统级开发，对于新产品设计中实现对传统的机械性能设计与控制系统并行设计的支持，这可以极大地提高开发效率和精度。“基于模型系统工程”的仿真是一个宏观的命题，能准确描述机械系统和控制系统的集大成者，并将二者的仿真结合起来。LMS也借此完成了提供基于“一维仿真”和“三维仿真”相融合、更完备的解决方案。
索为高科的SYSWARE提供了一种统一架构的平台，原来开发的各种工具类软件在SYSWARE里面都可以集成，不仅可以互联互通，还具有一定的开放性。譬如在飞机舵机设计中，SYSWARE平台集成了NX、Adams、Mentor等各类型软件，在集成的过程中，不仅仅打通了不同类型软件之间的接口，还包括舵机设计的流程、方法，实现了专业知识的集成。
另外，天喻软件基于动力学的仿真平台InteDyna，通过对实际复杂机械系统的可视化建模，建立虚拟样机模型，可以进行零部件和系统级的产品运动学和动力学仿真。InteDyna实现了与主流CAD/CAE软件的完善接口和开放的二次定制开发接口，可以选择ADAMS、RecurDyn，DADS等系统的求解器进行求解，达到“以集成设计经验、提高建模仿真效率”的目的。
而安世亚太的PERA属于更宽泛意义的研发平台，PERA关注包括“协同仿真、技术创新和质量控制”三个领域，其中的协同仿真模块，实现了“管理复杂产品研发活动的各项关键指标，满足高、中层以及各类业务人员对研发过程中指标的不同管理需求，同时通过定制好的各种模板实现研发流程的规范性和协作性”，这一过程也弱化了单一工具软件的作用，而是面向复杂产品研发“逻辑轴”和“过程轴”的平台。
国际主流CAE提供商的理念（诸如ANSYS workbench、MSC simmanager、Altair Hyperworks等），旨在加强三维仿真技术在多个物理域的交互和耦合功能。与CAE提供商理念不同的是，集成设计仿真平台，使得复杂产品设计不再围绕各类分散的软件技术，而专注于集成的一体化解决方案，在弱化单一领域软件技术的同时，强化了协同研发和集成解决方案的重要性，以代替物理样机试验，缩短产品开发周期、提高产品开发质量、降低产品开发成本。