三一重机流程信息化部主管 周伟
一、基于数字样机技术的产品研发流程与能力建设
数字样机技术经历了长期的发展,早在20世纪80年代,计算机辅助设计CAD和计算机辅助工程CAE技术开始进入工程设计,全功能数字样机技术(Digital Mockup-DMU)逐渐发展起来;20世纪90年代,数字样机系统应用于产品开发,波音公司777飞机研制中应用了100%的三维数字化定义和100%的数字化预装配,成本降低25%,出错返工率减少75%,制造周期缩短了50%;到了21世纪,各种设计软件日趋成熟,数字化样机技术得到迅猛发展。多领域多维度数字样机广泛应用于汽车、航空等各个领域,在工程机械行业内的标杆企业卡特、小松等均采用数字样机技术进行新产品研发。
全功能数字样机技术解决了现代企业面临市场激烈竞争所需的T(最快的产品上市时间)、Q(最好的产品质量)、C(最低的产品成本)、S(良好的产品服务)和E(尽少的环境污染)等难题。为了降低产品开发成本,缩短研发周期,保证产品质量并促进创新,能快速响应市场变化,为客户提供良好的服务,三一重机引进了数字化样机技术。
数字化样机技术不仅仅是一些软件的应用,还涉及到企业的发展战略、组织架构、流程工具和文化等。传统的产品开发流程是从产品设计到加工制造、试验测试再倒结果分析,而引入了数字化样机技术的现代产品开发流程中,将数字模型与测试提到产品加工制造之前。基于数字样机的产品开发“V”型流程见下图。在这个研发流程中数字样机的应用层级依次是三维设计、装配干涉、运动干涉;有限元、动力学、疲劳、振动等;机电液联合仿真、虚拟实验;基于模型的控制系统开发;整机在环。
基于数字样机的产品开发“V”型流程