协同仿真平台建设
协同仿真平台建设
现代中国制造业的发展主旋律是“以信息化带动工业化，以工业化促进信息化”。产品研制过程的信息化瞄准“数字”和“协同”两个目标。以日新月异的网络技术和计算机技术为基础，采用产品数字化虚拟研发技术，重组企业产品研发流程，大力推行并行工程，组建产品研发和制造的网络化虚拟环境。
现代制造业信息化主旋律将仿真带入了协同时代。企业间产品协同开发的需求、仿真工作融入研发流程的呼吁，保存企业智力资产的渴求，都使我们无法不加快协同仿真技术发展的步伐。
CAE 仿真技术通过开发吻合研发流程的协同仿真平台，建立流畅的仿真通道，帮助企业打通从设计、仿真、试验、制造的全数字化生产线。从而，企业可以非常方便地进行数字化工程的统筹规划，并在CAE 上的所有投入物有所值，物尽其用。同时，在开发过程中，使企业的智力资产得到完美的融台。
传统的产品研制，都是以试验的方式对设计方法和产品进行验证，以确保产品的性能。往往试验需要人为控制，对于环境、仪器、人员等条件要求非常高，需要资金、人员、设备等大量投入，有些大型试验风险很难以预测，产品的研制周期长，研制成本高。CAE仿真技术的产生之后，可以通过CAE技术完成部分物理试验无法完成的产品性能分析工作。但是仿真只是作为产品检验的手段，没有真正成为产品设计的一个必要阶段，只能在产品设计的后期，甚至产品试验过程或使用阶段发现问题之后才进行分析。仿真不能对产品设计起到指导性作用，没有最大限度发挥自身价值。
目前，随着仿真技术的发展，仿真已经融入产品的设计过程，成为产品设计的一部分。通过仿真不仅能在产品设计后期进行设计性能校核，同时在产品试验前期通过虚拟仿真模拟实验结果，指导产品物理试验，并在产品试验后期验证物理试验结果，保证了试验准确度，大大降低了试验的成本。但在企业产品研制仿真应用中期阶段，虚拟仿真仍然只是作为产品检验的工具对产品性能进行评估或指导物理试验，还不能完全取代物理样机试验。随着仿真重要性不断加强，仿真已经被广泛的应用于汽车、航空、航天等行业。这些行业的复杂产品仿真包括结构、流体、碰撞、振动噪声、成型分析等，涉及到多个学科的不同领域。现有的仿真工具可以有效辅助某个功能单元的设计任务，能够解决大部分单学科的分析评估问题，却很难处理涉及多学科交互的复杂仿真问题，无法利用某一种仿真工具完成对多个学科的仿真。传统的做法是分别从单个学科的角度出发对复杂产品进行处理，将涉及其他学科的子系统加以简化甚至完全忽略。但由于复杂产品是一个统一的整体，各学科子系统之间有着不同程度的约束和交互。如果只从某一个角度对其进行分析，忽略了学科之间的联系，势必将会造成系统整体性和相关性的丢失，降低仿真结果的可信度。所以需要对多个不同学科领域的子系统所组成的整体系统进行相应的仿真分析，即进行多个领域的协同仿真，从而在产品设计阶段就可以对产品进行全面的评估和分析。基于仿真技术在企业产品研制应用中的变革历程以及仿真在多学科多领域的应用，仿真技术必将应用到产品研发设计中的各个阶段，应用到更多的学科和领域当中。在仿真技术的不断深化应下，数字化、协同化、知识化的协同仿真时代已经到来。数字化、协同化、知识化的协同仿真平台是仿真技术发展不可逆转的趋势。现代企业产品研制过程中，仿真在各个阶段都有着不同的应用，仿真的类型也越来越广泛， 因此为了提高产品的研制效率，仿真工作的效率提高显得尤为重要，提高仿真工作的效率，一方面需要能够在越来越广泛的仿真分析类型中实现协同，另一方面需要实现越来越多的人开展不同的仿真任务的协同。
广泛的仿真分析类型中，采用了多种的仿真分析软件（CAE 软件），各CAE 软件在核心功能上各有侧重，在解决问题的方式上各有特长。但是没有一个CAE 软件可以包打天下，这是分析领域的广泛性决定的。对于大型企业和设计院，即使对同一个部门，通常一种软件也无法涵盖所有分析需求。企业内多种CAE 软件并存，为企业应用带来益处的同时也带来诸多烦恼。
企业产品设计分析工作带来多种零散的CAE 软件异构问题，导致该生产线上的操作人员在学习使用、技术交流、数据共享、多场耦合分析等方面的诸多问题，设计与仿真数据的不同源现象导致各种管理问题。这些问题将严重阻碍企业信息化和数字化工程的顺利实施，降低企业的研发效率；因此仿真技术的集成在仿真效率的提高中显得尤为重要。
CAE 技术给工业产品研发带来了巨大经济效益，将基于物理样机试验的传统设计方法带入基于虚拟样机仿真的现代设计方法，大幅缩短产品研发周期，降低成本，提高企业竞争力。因此，仿真技术的提高是提高企业研发质量的关键。
基于以上的现状，有必要对企业的仿真业务管理模式进行革新，加强仿真数据和流程的管理，构建特定的企业级仿真业务管理平台。通过定制开发，企业可以在统一的平台下，实现企业仿真过程的协同化和标准化，管理仿真数据、流程、软件资源和任务调度工具，并能与设计、试验等外部系统集成，实现互联互通，形成协同研发环境。对于标准化分析流程，进行封装应用软件，以重用最佳实践。总之，协同仿真为企业带来了新的创新动力，推动产品研发走向成功。
企业建立协同的目标是，通过对产品研发流程中仿真环境的开发与实施，搭建一个集成多学科异构CAE 技术的仿真系统。以协同仿真管理为核心，组建一个基于网络的产品研制虚拟仿真团队，基于产品虚拟仿真样机，实现产品研制的并行仿真和异地仿真。所有与仿真工作相关的人、技术、数据在这个统一环境中协同工作，各类数据之间的交流，传递和共享皆可在这个环境中完成。
1 协同仿真平台建设内容
协同仿真平台系统通过规范各仿真分析流程，对仿真所用的各种CAD/CAE 软件、自研程序进行有机整合，并对仿真数据进行有效管理，从而构建以任务驱动的协同仿真平台系统。基于该平台系统的建设目标，平台建设内容主要包括以下三部分：企业仿真管理协同环境、企业仿真执行协同环境、企业仿真资源支撑环境。
1.1 企业仿真管理协同环境
企业仿真管理协同环境包括仿真数据管理及仿真流程管理两个子模块。仿真数据管理子模块提供专业的仿真数据管理服务器，保证数据集中管理，减少大量查找仿真数据的时间，快速获取数据，积累、重用仿真历史数据，保护企业知识产权。
仿真数据及知识管理系统建设内容主要包括以下几部分：数据基本操作、数据信息处理、第三方软件接口、数据安全及访问权限控制。企业仿真流程由一系列企业自身的业务流程组成。通过建设仿真流程管理模块，仿真流程可自动生成或直接建立，流程引擎驱动仿真流程的流转，并根据流程节点的完成状态进行流程监控。 仿真流程管理模块建设内容主要体现在以下几点：流程创建、流程执行、流程监控、与其系统集成等。
1.2 企业仿真执行协同环境
企业通过仿真执行协同环境，为仿真人员提供一个集仿真工具、仿真模板、仿真过程一体化的仿真工作台面。通过工具集成、过程标准化及规范化、参数化及参数管理、优化设计、仿真知识管理、基层仿真资源模块的建立，形成仿真执行协同环境。产品研制的各种仿真序列工作，都可以全部在仿真执行协同环境中集中起来，形成一个综合化的产品仿真执行协同环境。仿真执行协同环境建设内容主要体现在以下几点：仿真工具集成、仿真过程标准化及规范化、仿真知识伴随、参数化及参数管理、优化设计等。
1.3 企业仿真资源支撑环境
工具软件各种CAD/CAE 仿真工具及自研程序作为协同仿真平台的基础仿真资源为平台提供资源支撑。通过各种仿真工具及企业自研程序可建立仿真模型，进行各种仿真分析计算及结果分析处理。仿真辅助系统仿真辅助系统搭建基础资源库，包括载荷库、模型库、材料库等，起到辅助学习、辅助仿真分析、辅助创新的作用。
1.4 企业协同仿真建设蓝图
针对企业不同应用方向，协同仿真平台提供了不同的部署方式及应用模式。根据组织模式和流程成熟度划分，协同仿真平台分为单人、多人和企业三种应用模式。单人应用模式主要解决各类仿真工具、数据异构问题，实现仿真工具和数据的协同；多人应用模式主要解决各仿真科室内部仿真人员之间和资源的协同问题，提供科室内自动化的工作流程，同时实现各分析人员间仿真模型和数据的共享；企业应用模式主要解决企业内仿真部门间区域分散的问题，提供网络分布式集成封装机制，跨区域的仿真任务流程和数据管理，实现企业内仿真分析过程的规范化，进行知识的封装和积累，保护企业的知识产权。
2 协同仿真平台建设可行性
2.1 技术可行性
计算机辅助工程（CAE)作为一门新兴的学科已经成为了各大企业中设计新产品过程中不可缺少的一环。传统的CAE技术是指工程设计中的分析计算与分析仿真，具体包括工程数值分析、结构与过程优化设计、强度与寿命评估、运动/动力学仿真，验证未来工程/产品的可用性与可靠性。如今，随着企业信息化技术的不断发展，CAE软件与CAD/CAM/CAPP/PDM/ERP一起，已经成为支持工程行业和制造企业信息化的主导技术，在提高工程/产品的设计质量，降低研究开发成本，缩短开发周期方面都发挥了重要作用。
随着计算机技术与软件技术的不断发展壮大，CAE的技术手段与应用范围已经不可同日而语，随之而来也诞生了数以百计的CAE软件。种类繁多的CAE软件为人类探索未知提供了工具，CAE软件已经逐渐的被更多的工程人员所接受，在CAE软件中进行着产品的仿真、分析与优化，同时工程和产品的自主创新也为CAE发展提供了强大的动力。
近年来，先进仿真技术飞速发展，国外各大软件公司为了提升自己的仿真技术、拓宽自己的应用范围，寻找机会收购、并购其他专业的软件厂商，CAE仿真软件的功能得到了极大的提升。ANSYS则是一家最早开始收购并整合其他软件技术的公司，通过一连串的并购与自身壮大后，把自身产品扩展为ANSYS MECHANICAL系列，ANSYS CFD（FLUENT/CFX）系列，ANSYS ANSOFT系列以及ANSYS WORKBENCH，ANSYS EKM等。ANSYS公司塑造了一个体系规模庞大、产品线极为丰富的仿真平台，在结构分析、电磁场分析、流体动力学分析、多物理场、协同技术等方面都提供了完善的解决方案。与此同时，国内关于协同仿真技术的相关研究与实践也取得了长足进步。
2.2 基础条件可行性
多种辅助设计的计算机软件工具，对企业产品设计起到了很好的辅助作用。 在设计工具方面，有三维设计软件PRO/E、UG、CATIA、SOLIDWORKS 等，其中三维设计比重正逐步提高，开始运用PRO/E 等先进的三维设计系统。CAD 技术辅助对产品进行设计并建立相应的数字化模型以支持先进的制造技术，从本质上减轻了设计工作人员大量简单烦琐的工作量，使他们能集中精力于那些富有创造性的高层次思维活动中。
在性能仿真方面，除了基于自身设计规范和经验的自研程序外，还有一系列的商业分析软件，例如结构分析软件ANSYS、NASTRAN、ABAQUS 等；噪声分析软件SYSNOISE；电磁分析软件FEKO；流体分析软件CFX 和FLUENT；多体动力学分析软件ADAMS、RECURDYN 等。CAE 技术利用现代计算机强大的数值计算能力所起到的“虚拟样机”作用在很大程度上替代了传统设计中资源消耗极大的“物理样机验证设计”过程，缩短了产品开发周期，减少了成本。
航天控制仪器仿真平台设计与实现
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航天控制仪器仿真平台设计与实现
作者：冯淞
来源：《软件导刊》2014年第01期
摘要：随着航天事业的快速发展，仿真设计在航天产品的设计生产中逐渐受到重视。因此，构建一个仿真平台已成为航天信息化建设的重点内容。对航天控制仪器仿真平台进行总体需求分析和结构设计，采用分层方法将整体平台的构架具体描述出来。其中重点描述了仿真管理子系统的设计与开发过程，详细介绍了仿真管理子系统的需求分析和系统设计部分，并使用UML建模方法将需求分析和设计过程清晰地展现出来。
关键词：仿真平台；航天控制仪器；仿真管理子系统
中图分类号：TP337 文献标识码：A 文章编号文章编号：16727800（2014）001007503
作者简介作者简介：冯淞（1986-），男，海军航空装备计量监修中心助理工程师，研究方向为火控修理。
0 引言
随着航天企业仿真水平的不断提高，大型综合的仿真分析正逐渐取代小型单一的仿真分析，仿真结果往往需从多学科多角度进行设计和分析。这就需要建设一个完备的高性能仿真计算平台，不仅可满足仿真设计过程中对仿真软件运行速度的要求，同时能够对仿真实验的各个环节进行统一管理。通过仿真实验，起到了优化设计、缩短研制周期、节约巨额研制经费等重要作用，并且成为项目进展顺利与否的关键因素。高性能仿真技术涉及力、热、流体、电磁兼容等多专业多系统耦合问题，直接影响综合性能和分系统指标，需要从方案角度进行统筹。任何一个分系统指标的提出、调整，都需要及时对方案进行总体分析，给出对总体和其它分系统的影响再判断是否需要进行相应调整的结论，以达成整体性能的最优。
1 功能需求分析
1.1 功能需求
通过对用户进行需求调查，初步明确该仿真平台的主要功能需求如下：
（1）能够改善现有的仿真设计环境，提高仿真运算软件的运行速度，同时尽量降低仿真软件运行时对计算机性能的影响，避免计算机因为运行仿真软件而造成延迟、高CPU占用率甚至死机的情况。
浅谈数字化平台在EPC中的应用
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浅谈数字化平台在EPC中的应用
作者：何静 白翌尧
来源：《装饰装修天地》2018年第20期
摘 要：数字化协同平台建设作为EPC工程总承包整体实施的工作基础，能够有效串联起工程建设中各个环节，具有重要的意义。
关键词：信息化 ；BIM；数字化平台；EPC
1 背景
建筑业信息化是建筑业发展战略的重要组成部分，也是建筑业转变发展方式、提质增效、节能减排的必然要求。BIM（建筑信息模型）技术作为建筑产业升级、建筑产业信息化的有效手段，是对建筑全生命周期运营管理，实现项目精细化管理、企业集约化经营的有效手段。具有三维与二维结合的特点，从方案、深化设计到施工、运维；从虚拟建造、管线综合、碰撞检查、施工排程、算量计价、材料采购到建筑运营管理等方面。而数字化平台的搭建与运行又建立在建筑信息模型（BIM）的基础上，同时在EPC工程总承包模式下，BIM技术的应用能够有效增强EPC项目团队的协同管理能力，真正实现智能建造。 数字化协同平台，能够串联建筑项目开展过程中的各个环节，实现对建筑工程全生命周期的监管；
2 平台建设
要实现数字化平台在EPC（工程总包）中的应用，首先要建立建筑信息模型与平台能够互通的标准，使平台能够读懂建筑所要传递的信息。而后，在平台上通过定制开发实现需要管理项目的内容。建筑二、三维一体化解决方案基于达索公司的ENOVIA平台，以满足设计成果数字化、成果立体模型化、成果表达多样化为目标，提供了一个面向建筑全生命周期的数据管理平台、面向专业人员研究的工作平台、面向非专业人员的三维可视化决策辅助支持平台。
数字化平台建设的主要内容：
2.1 数字化设计协同及数据管理
数字化协同工作是以数字化的方式解决各种复杂问题或完成各种大规模任务的一种重要和有效的工作方式，它通过一个团队中的多个成员的共同努力和合作最终完成既定任务。建设一个可以支撑多专业联合设计以及支撑从设计、施工到运维多阶段所需要的协同设计平台，在此基础上，实现信息共享和数据交换。数据的管理主要指信息产生阶段的数据管理，包括：模型、校审、进度、工程量、造价、运维等相关数据的管理。 龙源期刊网
新商科产教协同数智实践教学平台构
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-2023年1月第4期Jan. 2023No.4教育教学论坛EDUCATION AND TEACHING FORUM新商科产教协同数智实践教学平台构建研究——以H学院旅游管理专业为例张雪婷，张世免（湖南工程学院 管理学院，湖南 湘潭 411104）［摘 要］ 新商业时代，科技创新与商业模式变革对人才培养要求提出新挑战，实践教学改革势在必行。基于对新商科内涵发展要求、旅游产业升级、数智化信息技术、产教协同需求等驱动因素深入分析，H学院旅游管理专业围绕人才培养目标，构建以“数智赋能、跨链融通”为特征的产教协同数智实践教学平台，主要包含专业基础、信息技术、跨学科自选、创新创业和思政教育五大实践课程模块，并从机制创新、技术支持、团队建设等方面完善平台服务保障系统，提升实践教学效果和人才培养质量。［关键词］ 实践教学平台；数智化；产教协同；新商科；旅游管理［基金项目］ 2021年度湖南省教育厅普通高等学校教学改革研究项目“地方高校新商科产教协同实践教学平台构建与创新——以旅游管理专业为例”（HNJG-2021-0842）［作者简介］ 张雪婷（1983—），女，吉林白城人，硕士，湖南工程学院管理学院讲师，主要从事产业技术与服务管理、旅游教育研究；张世免（1982—），女（土家族），湖南张家界人，硕士，湖南工程学院管理学院讲师，主要从事人力资源管理研究。［中图分类号］ F592；G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2023）04-0053-04 ［收稿日期］ 2022-10-12基于新工科、新医科、新农科、新文科计划和《加快推进教育现代化实施方案（2018—2022年）》部署，以适应数字经济、共享经济、互联互通的商业3.0时代要求，新商科人才培养迅速开展［1］。互联网、大数据、云计算、人工智能等新信息技术革命，推动新产业、新业态、新模式不断涌现，而作为培养商贸从业人员主力军的地方高校在本轮科技革命和产业转型升级浪潮中，实践教学存在明显的滞后性，人才培养与商业发展新需求严重脱节，实践教学改革势在必行［2］。一、产教协同数智实践教学平台构建驱动因素分析（一）新商科内涵式发展要求信息技术革命推动全球经济进入网络化、数字化、智能化时代，加速商业模式的变革与创新，为全面提升商科人才培养质量，服务社会经济高质发展，相关专家和有关部门对新商科进行全面论证与研讨。基于新时代商业的发展规律和特征，新商科注重跨学科交叉，掌握信息技术与人工智能，坚持人文素养和科学精神并重，强化多元思维与创新实践能力，重点培养学生与新时代需求相匹配的新商业能力和实践技巧［3-4］。而传统式实践教学存在的诸多弊端已无法满足新商科人才培养需求，产教协同数智实践教学平台的构建与应用，源于产业实践，学科交叉综合应用，教学项目按需模块化设计，有效提升产、学、研、创、转、用“六位一体”协同育人效果。（二）旅游产业跨链融合升级新消费时代，以数字赋能推进旅游产业链延伸发展，多元交叉融合，衍生新产品，呈现新业态，“旅游+”成为旅游产业增强叠加效应、提升核心竞争力的基础和保障。同时，以数字化、网络化、智能化为特征的智慧旅游，展现出强大的韧性和发展活力，引入新科技丰富游览体验，推行智慧化管理提升服务质量，运用大数据强化安全监测管控，成为旅游业摆脱停滞、实现增长和加快供给侧改革的关键。而与此对应，新型旅游专业人才队伍建设相对缓慢，教学内容陈旧，教学形式传统，产教融合实践教学平台以实际问题为导向，对接旅游产业跨链融合、数智升级需求，与对口行业深度融合，还原真实场景，在实践中提升学生综合能力和素质。Copyright©博看网. All Rights Reserved. 54-
协同仿真是怎样炼成的
协同仿真是
一安世亚太王恩青 鑫品牌专栏
协同仿真并不是一个新概念，四年前，安世亚太就 提出了 协同仿真”理念，这个曾引起业内轰动的理念 在当时看来如同海市蜃楼，可望不可及：而今，协同仿 真已经从一个虚无飘渺的概念变为备受业界追捧的技 术。尤其是随着”以信息化带动工业化 的十六大战略 的逐步落实，对国家经济具有非凡意义的信息化协同 技术作为提升研发技术的一个重要途径，成为重点发 展的方向。这使得一向”滔香巷子深”的仿真和ＣＡＥ技 术也逐渐从幕后走向前台。一时间，大家开始对仿真技 术兴趣盎然 对协同仿真的理念也刨根问底。然而协同 仿真究竟是怎样的理念与技术７它又是如何炼成的７ 这似乎是一个深层话题，也许需要从很多纬度探讨方 能水落石出。作为这些纬度中的一个，本文通过协同仿 真应用的经典案例，为大家解析协同仿真的锤炼历程。 协同仿真，源自客户需求 过去 企业很重视采用先进的研发工具 然而使用 的大都是单项的工具 在使用过程中 总感觉到无法将 工具的最大效能发挥出来。这是因为所有工具虽然都 是为了同一个目标 但却各自为战，没有发挥出整体的 力量。此外，众所周知 在使用工具的过程中产生的知 识才是企业真正的核心竞争力，虽然企业已 经开始注重对知识的积累，然而目前他们对 知识工程的实施方法还比较落后，很多企业 都缺乏对知识进行积累的机制、工具和人才， 放任知识流失而无计可施。同时，仿真技术 也只被少数专家使用，很少为其他部门和人 员光顾，虽然企业协同技术已经流行已久， 但多年来在仿真领域却一直被类似的ＰＬＭ策 略所忽视，无论是技术、流程、数据还是知 识，不仅没有与企业更广泛部门和流程联系 起来，其他人员也无法从企业协同技术中受 益。 随着国家提出的 以信息化带动工业 化”的制造业信息化战略的逐步落实和发展， 集成与协同成为当前信息化发展的大趋势 企业如何通过更有效的手段来提升企业自主 创新的能力 使企业信息化建设从单点应用 走向全面集成，从单项仿真技术应用走向全 面协同仿真，成为摆在每个企业面前的亟待 解决的现实问题。 然而 仿真领域的协同技术是非常复杂 ２００７年１１月 中国制造业信息化
铁路货车协同仿真分析平台简介
问题讨论 铁道车辆 第４９卷第１１期２０１１年１１月
文章编号：１００２—７６０２（２０１１】１１－００３５—０２
锨路错季够固够真分衍平台 俞
范国海 ，于跃斌 ，谢步明。
（１．齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司，黑龙江齐齐哈尔１６１００２； ２．中国北车股份有限公司，北京１０００７８）
摘 要：从重载快捷铁路货车协同仿真分析的需求出发，探讨了集团企业级仿真分析平台的建设目标、内容、评价指 标以及效果。 关键词：铁路货车；协同仿真分析；效果 中图分类号：Ｕ２７２：Ｕ２７０．２ 文献标识码：Ｂ
随着中国经济持续高速增长，物流运输在快速、准
时、安全、量大等方面对铁路货运提出了更高的要求，
因此，发展快捷重载铁路货车装备成了支持国民经济 建设、提高经济效益、获得新的经济增长点的客观要
求。研制开发重载、快捷铁路货车技术装备，有效提升
产品性能与质量成为我国铁路货车技术发展和研究的 主攻方向。在产品研发过程中，通过应用仿真技术，在
产品研发的早期阶段就对产品的性能进行系统性的分 析与评价，并将仿真分析与产品设计、试验测试协同，
使仿真完全融入产品开发流程，是重载、快捷铁路货车
产品研发的重要内容。因此，中国北车股份有限公司 铁路货车协同仿真分析平台的建立将为企业快速掌握
重载、快捷货车开发技术发挥重要作用。
１ 协同仿真分析平台建设范围及内容
铁路货车协同仿真分析平台是基于仿真知识和流
程规范、以需求驱动的仿真分析平台，包括多学科仿真
分析工具集、协同仿真分析管理系统、仿真分析规范体
系、高性能计算中心等４部分。该平台与企业现有的
传统产品数据管理系统（ＰＤＭ）有效集成，可提高企业 仿真分析的应用水平，提升研发能力，这是建立协同仿
真分析平台根本的、最终的目标。
协同仿真分析平台的建设工作由中国北车股份有
限公司研究院统一管理，支持“一主多专”的研发模式 （图１），以齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司大连货
建设CAD／CAE数字设计／仿真平台
ＣＡＤ技术ｇＩ３ＣＡＥ技术稿结合，形成统一的企业数字化协同产品研发平台，将 从根本上改变企、韭传统的串行产品研发模式和流程，明显改善产品的Ｔ（研发周 期）、Ｑ（质量）、Ｃ（成本）和Ｓ（服务）。对于航空航天和汽车等行、韭的复杂 产品的研发 其作用尤其明显。但正是由子产品本身的复杂性，数据、系统和平 台的集成，也变得异常复杂。本文作者凭借在航空航天行业的实际工作经验，不 仅介绍－ＴＣＡＤ、ＣＡＥ协同平台建设的必要性、实施目标／方案及若干项关键技术， 还以导弹数字设计／仿真平台为例，进行了具体阐述。相信能帮助读者解答一些有 关协同产品研发平台建设方面的困惑。
建设ＣＡＤ／ＣＡＥ
数字设计／仿真平台
口洛阳光电技术发展中心 丁晓阳丁来军
一、协同平台建设必要性 传统航空航天产品的设计通 常采取“设计一制造一试验一改 进一设计”的串行模式，尽管在 结构设计方面采用ＣＡＤ软件、电路 设计采用ＥＤＡ软件、性能分析采用 ＣＡＥ软件一一由于不同学科的软件 相对独立，产品的性能指标往往是 通过大量的试验来获取特征参数。 从单一学科或局部性能指标来看， 这种设计方法的效果比过去先进。 由于缺乏系统级设计工具和方法， 在产品设计初期对各个学科（子系 统）之间的相互耦合关系认识不全 面，人为地将同时影响航空航天产 品性能的气动、运动、结构和控制 等学科割裂开来。以至于后期进行 物理样机的总体调试时系统不稳 定，需要不断协调影响产品性能的 参数。几经反复，单一学科性能指 标和技术参数几经修改，已经发生 了很大的变化。这不仅降低了飞行 器的总体性能，而且周期长、效率 低，总体应用效果不是很理想。 针对传统设计方法的缺点，近 年来美国等发达国家提出了一种新 的飞行器设计方法——虚拟样机技 术。虚拟样机技术就是采用并行工 ４ ＣＡＤ／ＣＡＭ与制造业信息化・ｗｗｗ ｉｃａｄ ｃｏｒｎ ｃｒｌ 程理念，融合现代管理技术、先进 设计／制造技术、先进仿真技术、 多学科分析与优化技术，将“管 理”、“技术”和“人”有机地集 成为一个协调的统一体，建立设 计、仿真、试验、制造和项目管理 的协同开发环境，以实现产品设计 过程的生命周期管理和产品创新设 计，缩短研制周期，降低研制成本 与研制风险，提高研制质量。 数字化样机技术已经在国外 一些制造企业中得到了成功的应 用。波音７７７飞机作为世界上第一 个采用全数字化定义和无图纸生产 技术的大型工程项目，成为２０世纪 ９０年代制造业应用信息技术的标志 性进展。在此过程中，采用数字化 预装配，取消了主要的实物样机， 修正了２５００处设计干涉问题，便于 测定间隙、确定公差以及分析重 量、平衡和应力等参数，使设计更 改和返工率减少了５０％以上，装配 时出现的问题减少了５０％～８０％， 提前一年上天。美国联合攻击战斗 机（ＪＳＦ）是２Ｏ世纪最后一个重大 的军用飞机研制和采购项目。洛克 希德・马丁公司最终胜出并取得了 这笔价值１８９０￣Ｌ美元的巨额合同。 洛克西德・马丁公司改组了公司的 流程，采用虚拟样机技术，协调全 球５０家企业共同进行设计、制造和 测试。其结果是，ＪＳＦ合同按时完 成，设计时间减少５０％，制造时间 减少６６％，工装减少９０％，分立零件 减少５０％，设计制造维护成本分别 减少５０％。 现代设计方法表明，产品设 计的成本虽然只占产品整体成本 的５％，但它却能影响产品整体成 本的７０％。潜在的问题越早得到解 决，降低成本与缩短周期的效果越 明显。因此，仿真分析技术应该提 前到概念设计阶段，在零部件设计 阶段就应该进行ＣＡＥ分析。但成千 上万的零部件都进行刚强度校验， 将使分析部门成为瓶颈。因此，设 计人员应该承担部分零部件的分析 工作。虚拟样机技术能将产品的设 计和仿真集成在一起，并在产品的 概念、初期和详细设计阶段，允许 设计师更改参数或评估某种结构方 案（与其他结构方案进行比较）， 从而能够以Ｗｈａｔ—ｉｆ的方式进行判 断选择。这有利于设计的重用，并 能提高设计过程的标准化程度，为 一体化设计建立良好基础。虚拟样 机技术的内涵还包括了增加概念设 计在整个设计过程中的比例。 虚拟样机技术在航空航天产 品设计的各个阶段力求各学科的平 衡，充分考虑各学科之间的互相影 响和耦合作用，应用有效的设计／优 化策略和分布式计算机网络系统，
集团企业的异地协同仿真平台研究
2019年第7期
-57-学术研究 R&Dyangqs@栏目编辑|杨启森
文|胡浩 刘昱 郑舒阳 中车工业研究院有限公司集团企业的异地协同仿真平台研究
一、引言
改革开发40年来，伴随我国经济的飞速增长，我国企
业形态也逐步由企业个体向集团型企业发展。集团型企业典
型特征是拥有众多生产经营子公司、子公司分布范围广及
子公司竞争优势各异等。随着我国集团企业的规模和经济
总量的增加，如何通过挖掘集团内各子公司的协同潜力做到
“1+1>2”的效益提升，促进集团进一步增强整体竞争力，
成为新时代我国各类型集团型企业的关注重点。对于集团型
制造业企业，研发能力是衡量该类型企业核心竞争力的重要
指标，如何在各子企业构建的研发体系基础上，进一步整合
集团内部研发资源，形成研发合力，共同应对日益复杂的国
内外市场竞争，需要企业深入进行探索。
仿真技术是一种以计算机为载体，通过对真实系统进行
模拟，分析和研究系统性能的手段和方法。它是建立在相似
原理等理论基础之上，涉及多学科、多领域的知识和经验的摘 要：仿真是制造业企业研发水平重要的衡量指标，对于集团型制造业企业，整合异地分布子企业的仿真力量形成集团
企业的仿真研发合力，是集团企业提升科研实力的一项重要关切点。基于上述需求，本文提出了一种基于云计算技术的集
团企业异地协同仿真平台方案，平台连接异地分布的子企业，通过构建基于云计算的仿真资源层，平台管理层以及仿真应
用层，实现集团内仿真设计的资源协同、任务协同以及人员协同，助力集团型企业提升整体仿真研发水平。
关键词：协同仿真；云计算；集团型企业
一种分析和解决问题的综合性技术。仿真技术自诞生以来，
作为验证和优化产品设计的重要手段，协助企业设计更出
色的产品和降低物理试验成本，大幅降低了企业产品开发周期和研制成本[1]，获得越来越多工业企业的认可和应用。
目前，仿真技术已成为大多数制造业企业研发的核心关键手
段，一个企业的仿真技术水平已成为衡量其研发实力的重要
基于云计算协同仿真公共服务平台的研究与设计
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基于云计算协同仿真公共服务平台的研究与设计
作者：吴志坚 王全乐 程熙
来源：《CAD/CAM与制造业信息化》2013年第02期
日益发展的轨道交通装备市场，对产品研发的快速、原创提出了更高的要求。中国南车基于产品研发仿真分析需求，决定采用先进的云计算技术，建设南车协同仿真公共服务平台，旨在优化整合已建成的南车仿真中心仿真分析资源，实现各子公司间仿真分析协同、知识共享。本文首先描述建设中国南车协同仿真公共服务平台的必要性，并结合云计算的技术特点，开展协同仿真公共服务平台的体系结构和功能模块的研究与设计。该应用的成功实现，为企业利用云计算技术开展信息化技术应用提供了一种方法和设计思路。
一、引言
随着世界经济持续增长，市场竞争日益激烈，用户需求不断趋向多样化，企业间关联程度越来越密切，要求企业行动必须快捷、灵敏，对产品的快速创新、快速上市、快速变型设计、模块化/平台化设计等都提出了更高的要求。机车车辆的传统设计方式，从设计到试验、运行考核，所用周期太长，不能满足国际市场对新造产品的要求，为了缩短设计周期，必须开展仿真分析，提升设计手段。中国南车于2008年开始协同仿真平台建设，重点建设了以轨道交通货车、内燃机车、电力机车和动车四个仿真中心，经过二年时间的建设，基本建成并投入运用，加快了产品的科技创新步伐。
为提高中国南车各子公司仿真分析应用水平，提升中国南车产品原创能力，充分利用和发挥四个仿真中心的资源和作用。本文利用先进的具有前瞻性、扩展性的信息技术，优化整合四个仿真中心提供的高性能计算和仿真软件资源，面向所有子公司提供仿真分析服务，从而搭建基于云计算的协同仿真公共服务平台。
二、云计算
1.云计算定义
20世纪60年代，John McCarthy就提出了“或许有一天计算可以成为公共服务”的设想。随着计算机技术和网络技术的发展，尤其是近些年来出现的云计算的技术和理念，正逐步将这种设想演变为现实。云计算（Cloud Computing）作为一种新兴的商业计算模型，它将IT相关的能力以服务的方式提供给用户，允许用户在不了解提供服务的技术、没有相关知识以及设备操作能力的情况下，通过Internet获取所需要的服务。这种服务可以是IT和软件、Internet相关的，也可以是任意其他的服务，它具有超大规模、虚拟化、可靠安全等独特功效，是一种动态的、易扩展的、虚拟化的获取计算资源的计算方式，用户不需了解云中基础设施的细节，不必龙源期刊网
面向职校的虚拟仿真实训基地信息化平台建设方案
面向职校的虚拟仿真实训基地信息化平台建设方案
目录
一、内容概要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2
1.1 背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2
1.2 目标与任务．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4
1.3 方案编制依据．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
二、现状分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
2.1 虚拟仿真实训基地现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7
2.2 信息化建设现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8
2.3 存在的问题与挑战．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
三、建设目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
3.1 总体目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
3.2 具体目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12
四、功能需求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
4.1 用户管理模块．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14
4.2 虚拟仿真实训模块．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15
4.3 数据管理与分析模块．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17
智能新能源汽车技术虚拟仿真实训基地建设方案
智能新能源汽车技术虚拟仿真实训基地建设方案
一、建设的必要性和可行性
(-)项目建设必要性
汽车类专业带有很强的应用性和实践性，在实际教学中，要保证教学与实践的一致，学生所学的理论和实践有效结合，让学生毕业之后，快速完成从学习到工作的角色转换和岗位匹配，提高学生的岗位适应能力，缩短汽车类专业学生在企业的成长周期。但要实现这个目标，有很多现实的因素影响：
1、实训设备使用繁琐
传统的实训设备存在操作繁琐、容易损坏、维修维护成本高昂等缺点。除了教学本身的准备以外，老师和学生都要花很多时间去学习设备怎么用，有效教学时间大打折扣，因此，实训教具的教学效率和使用率都不高。
2、一对多模式拖累教学成果
汽车专业教学主要培养学生的技能，比如：新能源汽车专业教学要让学生掌握纯电动汽车构造与检修的知识和技能，就必需进行大量的实战型训练，传统实训室工位有限，学生缺少一对一实训的机会和条件，导致学生动手能力得不到真正训练和强化，影响实训教学的质量和效率。
3、新能源汽车涉及高压，有潜在的危险性，在不熟练如何操作的前提下，很难放手让学生亲自到实车体验；而且汽车教学设备本身的采购、维修、保养、管理、更新的成本很高，不能实现每个学生随时都有技能训练的机会。
4、职院校在汽车类专业大部分教学中仍采用较为传统的教学模式，以理论讲授为主，缺少实践教学与案例教学，学生动手操作能力不足，专业技能得不到充分训练，很难培养出无缝对接企业、符合企业用工需求的应用型人才。
通过中心的智能新能源汽车虚拟仿真实训基地的建设，为汽车类专业的学生提供实战仿真环境，并使学生通过虚拟的操作，掌握汽车发动机机构拆装和诊断、电控系统检修等规范和标准流程，在学中做、做中觉、觉中悟，打通理论与实践的瓶颈，增加实践经验，提高实训的机会和效率，以此大幅缩短应用型人才的培养时间。
(-)项目建设可行性
1、智能新能源汽车技术虚拟仿真实训基地建设项目顺应国家汽车产业政策的实施，符合发展中等职业技术教育的目标。据交通部门统计，汽车行业从业人员每年飞速增长，我国汽车产业的发展对人才提出了更高的要求，现有汽车人才队伍已经不能适应汽车产业的发展,人才问题已经成为制约我国汽车产业发展的瓶颈，在一定时期内，汽车类专业人才仍将属于紧缺人才。