对虚拟产品开发设计、分析一体化管理平台的理解_产品创新数字化(plm)_cad_2219

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1、对虚拟产品开发设计、分析一体化管理平台的理解_产品创新数字化(PLM)_CAD   1.行业现状和发展趋势      目前国内外经多年对CAX等技术的广泛应用，取得了显著的效果，对进一步的发展方向亦达成了相对明确和一致的共识。      就现状而言，基本具有如下三个方面：      以PLM（产品生命周期管理）战略管理整个产品生命周期   对应用CAD的设计过程和数据的PDM管理系统已相对成熟   对单点的彷真分析技术的掌握已达到一定深度和成熟度      就发展趋势而言，有如下六个方面的需求：      集成对以信息孤岛形式存在的各系统、工具、数据

2、等进行集成   可管理的仿真流程定义好的；规范化的；可重复的；可跟踪的等   知识捕获和再利用专家知识的积累和保有；未来项目的借鉴,设计早期的应用   所有仿真数据的简易访问数据结构良好,可追溯；院,所级,企业级访问   协同研发   设计分析的协同   多学科联合仿真   跨部门，跨地区的协同   和供应商的协同   Robustdesign(设计变量;DOE,MDO,系统化的比较;模拟分析vs试验)      目前，各种针对上述需求而提出的平台方案，如雨后春笋般不断出现，大有乱花渐欲迷人眼之势，本文旨在概述虚拟产品开发的过程、平台的架构、关键技术

3、点和实施等方面之关键点，以期对大家的工作有一定的帮助和借鉴。就虚拟产品开发设计、分析一体化管理平台，其关键词简而言之，就是一个V字型，3个F和BTRI。      2.虚拟产品开发的过程-V字型      虚拟产品开发（VPD，VirtualProductionDevelopment）平台框架是一个支持自上而下设计，自下而上综合验证过程的V字型系统。具体过程如下：总体（概念）方案设计完成并经过仿真分析后将技术要求和指标规范下达给子系统、零组件；零组件根据总体设计的技术指标和要求开展子系统、零组件的方案设计；每部分的子系统、零组件方案设计仿真分析优化后

4、，总体设计汇同各子系统、零组件方案设计人员将各部分设计模型组装在一起，形成功能虚拟样机，进行联合仿真，验证舵机整体性能。满足要求后，开展各子系统、零部件的详细工程设计。如图一和图二所示：图一V字型产品研制流程示意-1              图二V字型产品研制流程示意-2   3.虚拟产品开发的内容-3个F      虚拟产品开发从阶段上看分为概念设计（总体设计）阶段和详细设计阶段，无论是概念设计（或称为总体、系统级设计阶段）还是详细设计阶段均包括三个方面之内容：1.构型（Form）、2.虚拟装配、干涉检查和结构布局（Fit，又称为数字化虚拟样机，

5、即DMU），和3.功能或性能样机（FunctionPrototyping）三部分,简称3F。见图三所示：图三虚拟产品开发的3F   4.虚拟产品开发的设计分析一体化集成架构      4.1虚拟产品开发设计分析一体化平台通用集成架构      其中,构型（Form）可以采用2维和3维CAD工具，如CATIA、UG和PROE等，以及专家经验（知识库）和专业部件库；虚拟装配、干涉分析和结构布局（Fit，又称为数字化虚拟样机，即DMU），如可以采用各CAD供应商提供的工具，进行诸如虚拟装配、运动干涉检查、公差分析、尺寸链计算、布局等设计工作，且1和2均整合

6、在PDM系统之下，成为设计数据和流程的管理平台，实现基于过程的多学科设计技术；.功能或性能样机（FunctionPrototyping）可采用MSC.SimManager做为功能样机的管理平台，实现多学科仿真分析平台管理技术，且通过其特有的EAI（企业应用集成）方式，实现与PDM系统的无缝连接和紧密集成，从而达到设计和分析的协同，实现多学科设计、仿真分析的一体化协同平台技术。同时，在虚拟产品开发框架下，物理样机的试验只是起验证的作用，大部分已可用功能样机进行虚拟试验仿真所代替。这些起验证作用的物理样机试验可以用TDM（试验管理平台）加以管理，且Sim

7、Manager也可以通过EAI（企业应用集成）的方式和其进行无缝连接和紧密集成。见图四所示：图四基于PLM的产品设计、仿真一体化研发平台架构   如图四所示的虚拟开发平台环境，由两个通过EAI无逢连接的系统平台构成，一为管理设计流程和数据的PDM系统（Form及Fit），一为管理仿真流程和数据的SimManager系统（Function），两个系统平台之间通过EAI的方式无缝连接，形成一此基于PLM的产品综合设计/分析一体化框架环境。在此框架下，SimManager仿真流程和数据管理这一功能样机平台的分析模型数据，通过EAI的方式与PDM系统中的几何

8、CAD模型、配置和组套关系及其相应的版本号完全保证一致；且不仅是系统级的模型如此，子系统和零组件仿真分析的模