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正向方案设计四步法

2016/12/20    来源:e-works    作者:李焕  e-works整理      
关键字:正向设计  仿真验证  V&V  DFX  规则库  
智能制造时代,面对客户的抽象需求,企业需要引入正向设计理念。安怀信作为正向设计引领者,自主开发了全正向研发流程集成平台。先后为航天、兵器、高铁、重机等高端装备制造业搭建了正向研发平台,如中车集团的自主250公里动车的全自主设计平台。

    2016年12月1-2日,为期两天的2016年(第十二届)产品创新数字化国际峰会在长沙圆满闭幕。本届峰会以“智能制造时代的产品创新变革”为主题,由中国电子学会、中国机械工程学会、湖南省经济和信息化委员会指导,e-works数字化企业网、长沙智能制造研究总院主办,湖南省电子学会、湖南省机械工业协会、湖南省机械工程学会、中国汽车工程学会车身技术分会、湖南省软件行业协会协办。会上,北京安怀信科技股份有限公司总经理李焕先生发表了主题为《正向方案设计四步法》的演讲。本文根据演讲内容整理而成。

 图1 北京安怀信科技股份有限公司总经理李焕

图1 北京安怀信科技股份有限公司总经理李焕

正向设计定义及四步法

    中国是一个制造大国,很多时候是从逆向设计开始做起,那么逆向怎么能变成正向?最大的区别是什么?

    代加工经济(逆向设计):面对成熟设计方案。包含客户需求、可制造性、可装配性、可靠性、成本设计、性能满足。企业仅需考虑3D测绘,采购加工工具,完成制造加工。

    而智能制造(正向设计)面对的是直接客户的抽象需求:如功能、成本、外形等,企业必须全部考虑设计方案、设计性能、设计可制造性、可装配性、可靠性、加工成本、可维护性等。

    那么如何从逆向设计转向正向设计?需要哪些辅助条件呢?第一,工具。这里的工具不是设计工具或仿真工具,而是为正向设计准备的集成化工具,即搭建正向设计的流程和环境。第二,数据。第三,环境。

图2 逆向工程迈向智能制造(正向设计)的GAP

图2 逆向工程迈向智能制造(正向设计)的GAP

    按照四步法来讲,正向设计流程从需求收集,到概念设计,详细设计,再到制造系统。很多企业比较重视生产或者实物设计的流程,我们一直比较重视方案设计,就是产品从无到有的前期过程。所以从过程来说,我们可以把正向设计分为研发阶段和制造阶段。在真实物理样机出来前(也称为虚拟样机阶段/前沿工程阶段)的过程为正向研发过程。

    正向设计的主导流程,从1960年代的串行设计,逐步过渡到1980年代的并行工程。并行工程简单归纳,就是多重落选迭代研发方式,即产品在概念设计、详细设计、真实生产销售维护三大过程中,都提前考虑了设计、制造、装配、测试、销售、维护等一系列问题。

图3 正向设计流程

图3 正向设计流程

    设计师团队最早就是一个建模团队,正向设计理念实施后就不是了。首先要吸取客户的需求,把不同地区,不同层级的客户需求收集起来,按正向排序,然后变成你的产品整体指标,系统指标。如汽车就是一个典型的案例,高端客户和入门级客户的需求是不一样的,如果你按照一个高端客户的需求给入门级客户设计车的话,最后不会有人买你的账。有需求之后就有指标了,这时设计团队开始建模,建模后还要考虑性能的问题,也就是仿真的问题,仿真结果不够准确永远做不到仿真驱动设计,仿真工作重点就是要得到经过实验修正后准确的仿真模型。最后还要考虑制造性能、成本、可靠性、可检测性等等。

图4 正向研发和正向制造

图4 正向研发和正向制造

责任编辑:郝秋红
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