精益研发助推中国制造

成功案例

高速动车综合设计平台应用案例

发表时间:2013/09/18 来源:安世亚太   作者:周川  
为了有效解决高端研发企业在研发活动中遇到的问题,打通研发效率和创新能力难以提升的瓶颈,企业级综合设计平台PERA.Workspace应运而生。本文将结合具体案例介绍该产品在高速动车设计领域的成功应用。

前言

 

    在全球化经济时代的今天,随着国际市场的逐步打开,我国高速动车企业迎来了空前的发展机遇,但在迎接机遇到来的同时也面临着巨大的挑战,这种挑战不仅仅来自于国内竞争者给予的压力,更多的则来自于国际市场中的竞争者。为了迎接国际市场带来的机遇与挑战,提升企业研发效率和创新能力以增强产品的竞争力则尤为重要。

 

    高速动车设计是一项复杂的系统工程,通常由多个专业的子系统组成,出色的设计方案必然是在对其各个专业子系统进行有效的综合和协调之后产生的,因此,研发活动协同效率的好坏将直接影响企业研发和创新能力的提升。

 

    为了有效解决高端研发企业在研发活动中遇到的问题,打通研发效率和创新能力难以提升的瓶颈,企业级综合设计平台PERA.Workspace应运而生。PERA.Workspace将产品研发仿真过程中涉及的人、技术、业务等诸多方面实现协同;将多学科、多参数、多物理场的问题实现耦合计算和优化;将研发活动产生的数据、知识、经验实现管理和沉淀等;最终通过科学的信息化手段帮助企业实现研发效率和创新能力的提升。本文将结合具体案例介绍该产品在高速动车设计领域的成功应用。

 

项目背景

 

    中国某机车企业主要从事铁路机车、客车、货车、动车、城轨、地铁及重要零部件的研发、制造,和轨道交通装备专有技术延伸产业。该公司在电力机车、高档客车、高速动车组、铁路货车、内燃机车、柴油机等领域拥有较为领先的研发和制造技术,是我国高速动车领域重大科技攻关项目的中坚力量。

 

    在该公司的高速动车研发仿真活动中,涉及到结构、车辆动力学、疲劳、空气动力学、振动噪声、室内流场、碰撞、冲压成型等多学科,各学科的研发过程中均会使用多种仿真工具软件,同时产生大量的仿真文件数据并在软件之间频繁传递。由于这些仿真任务、仿真软件和仿真数据缺乏统一有效的管理,导致各学科、各部门的仿真成果尚不能有机结合为一体形成技术优势。因此,如何整合设计、仿真、工艺等技术和数据资源,为企业提供一个多学科综合设计协同工作的平台环境是迫切需要解决的问题,也是企业快速提高研发能力,加快技术引进吸收,实现高速动车自主创新的必要条件。

 

面临的挑战

 

    为了有效实现高速动车研发效率和创新能力的提高,企业通过调研和梳理将目前在高速动车研发设计过程中遇到的主要制约问题归纳如下:

 

  •     研发活动中的仿真需求与仿真工作主要依靠行政手段进行衔接,缺少规范化的仿真流程,人员之间的信息交流效率低,且容易出错,无法有效实现统一协调管理。

 

  •     多学科仿真过程会涉及多种学科的仿真工具软件,并产生大量的仿真数据文件,这些软件和数据都分布在各个相关人员的计算机中形成数据孤岛,部门之间、学科之间的数据交互困难,阻碍了研发设计工作的协同。

 

  •     随着大量设计、仿真工具的使用,完成一次仿真分析任务需要操作多种软件,软件之间切换和数据传递频繁,手动操作较多,效率低下,且容易出错。

 

  •     由于学科仿真的复杂性,各种仿真工具软件分散在各专业且由少数人员操作,知识和经验非常分散,难以积累共享形成合力,不利于企业知识的沉淀、管理和再利用。

 

综合设计平台的建立

 

    通过系统调研,结合研发现状,为该企业搭建了以满足当前需求的高速动车综合设计平台,平台功能主要包括研发活动的过程数据管理、多学科软件集成、工作流程管理,专为高速动车设计定制的专业研发应用系统,便于动车研发中知识沉淀和重用的设计步骤封装与模板生成功能,以及为企业实现现有数据系统(如PDM)的集成等内容。平台功能架构如下:

综合设计平台功能架构图