研發(fā)設(shè)計信息化:新時期工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新的源泉
在新型工業(yè)化道路的征途上,以信息技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的重要性日益彰顯。作為新產(chǎn)品生命周期的前端環(huán)節(jié),研發(fā)設(shè)計信息化無疑是推進工業(yè)化與信息化融合的重要內(nèi)容,也是提升企業(yè)創(chuàng)新能力和競爭力的必由之路。
在工信部近期召開的部分省市促進工業(yè)產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計信息化經(jīng)驗交流會上,作為推進“兩化”融合的主體,來自航天、航空和電器等領(lǐng)域的旗艦企業(yè)詳細闡釋了其推進工業(yè)產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計信息化的成功經(jīng)驗。
中航科技集團總工程師楊海成
航天科技集團:以生產(chǎn)模式定制開發(fā)“軟裝備”
與上海電氣始終引領(lǐng)電器行業(yè)“兩化”融合的發(fā)展潮流一樣,中國航天科技集團一直是我國航天科技信息化的倡導(dǎo)者和實踐者。
然而,對于信息化產(chǎn)品,該集團不是拿來即用,而是根據(jù)軍工企業(yè)特殊的科研生產(chǎn)模式進行定制開發(fā),將軟件開發(fā)與工程應(yīng)用相結(jié)合。中航科技集團總工程師楊海成表示,包括集成框架、軟件工具、標準、知識和業(yè)務(wù)流程等要素在內(nèi)的“軟裝備”是研發(fā)設(shè)計信息化的核心。
正如楊海成所言,多年以來,該集團圍繞航天科研生產(chǎn)對信息化的客觀需求,不僅完善了信息化基礎(chǔ)建設(shè),而且形成了以AVIDM軟件為代表的一批支持航天科研生產(chǎn)的信息化核心軟件,這些無疑成為該集團深入推進航天科研生產(chǎn)信息化的堅實基礎(chǔ)。
楊海成總結(jié)認為,中航科技集團推進產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計信息化的得力舉措主要包括三個方面:
一是深入開展數(shù)字化單項技術(shù)應(yīng)用,提升型號研制水平。加強數(shù)字化樣機、數(shù)字化仿真及驗證、數(shù)字化分析等各種單項技術(shù)在型號工程研制中的深入應(yīng)用。迄今為止,該集團所屬大多數(shù)科研生產(chǎn)單位已經(jīng)逐步過渡到全三維設(shè)計,工程應(yīng)用普遍采用數(shù)字化分析技術(shù)。
二是強化基礎(chǔ)核心軟件支撐,提高數(shù)字化集成能力。值得一提的是,AVIDM框架軟件是以產(chǎn)品的數(shù)字化定義為對象,以設(shè)計、制造、試驗、管理等全生命周期為主線,實現(xiàn)信息共享、流程協(xié)同和軟件工具集成的支撐軟件。
三是強化系統(tǒng)集成,構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同工作環(huán)境。該集團通過培育基于AVIDM框架軟件的航天產(chǎn)品研制的數(shù)字化協(xié)同環(huán)境,初步實現(xiàn)了設(shè)計與制造的協(xié)同,構(gòu)建了跨越異地多廠所的院級AVIDM系統(tǒng)聯(lián)盟,以及產(chǎn)品設(shè)計與制造之間的數(shù)據(jù)共享。
如果要分享航天科技集團在產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計信息化方面的寶貴經(jīng)驗,如下三條“準則”不得不提:
首先,信息技術(shù)與科研生產(chǎn)的融合是走新型工業(yè)化道路的必然選擇。實現(xiàn)航天信息化技術(shù)與產(chǎn)品設(shè)計的全面融合,要從單點應(yīng)用到流程優(yōu)化和能力平臺建設(shè),真正體現(xiàn)點、線、面的結(jié)合,以平臺促進設(shè)計手段創(chuàng)新、設(shè)計能力提高,進而形成全方位融合的航天數(shù)字化研制體系。
其次,以需求推進信息化。以需求為牽引,特別是設(shè)計研發(fā)軟件與產(chǎn)品設(shè)計結(jié)合,由工程化逐步向通用化方向過渡,在過程中錘煉軟件,構(gòu)建平臺,進而提升研制生產(chǎn)的綜合能力。
第三,提升自主創(chuàng)新能力是推動航天科技工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。毋庸置疑,具備擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)核心支撐軟件,同時加快信息化產(chǎn)品的國產(chǎn)化進程,是推動航天科技工業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素。
一飛院:向大飛機全周期數(shù)字化研制沖刺
提起中國一航第一飛機設(shè)計研究院(以下簡稱一飛院),人們首先想到的是中國航空工業(yè)發(fā)展史上的四座里程碑———第一架支線客機“運七”、第一架預(yù)警機“空警1號”、第一架殲擊轟炸機“飛豹”和第一架輕型公務(wù)機“小鷹500”。殊不知,與輝煌的產(chǎn)品研發(fā)成果相輝映,信息化技術(shù)在這里同樣走過了近30年的發(fā)展歷程。
在一飛院看來,信息技術(shù)是創(chuàng)新的引擎,是原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新的有力工具,也是依靠創(chuàng)新提升核心競爭力的重要保障。
一飛院副總工程師吳介琴表示,為打造信息化核心業(yè)務(wù),該院已經(jīng)走過了三維數(shù)字化設(shè)計和全機數(shù)字樣機、并行設(shè)計與產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、多廠所異地協(xié)同研制以及關(guān)聯(lián)設(shè)計四個階段。
其中,第一階段大規(guī)模采用CAD、CAE技術(shù),首次實現(xiàn)了飛機無紙設(shè)計,建立了國內(nèi)首架全機電子樣機,達到了100%的數(shù)字化零部件定義和電子預(yù)裝配。以研制飛豹飛機為例,按照常規(guī)周期計算,其設(shè)計期為2.5年,采用三維設(shè)計和全機數(shù)字樣機技術(shù)后,該院僅用時1年時間就完成了整個設(shè)計任務(wù),不僅縮短了60%的設(shè)計周期,而且顯著提高了產(chǎn)品制造質(zhì)量。
第二階段以型號為牽引,利用產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理軟件,實現(xiàn)了飛機設(shè)計過程和設(shè)計數(shù)據(jù)的全面管理。
第三階段以新支線飛機研制為契機,建立了支持多廠所聯(lián)合研制模式下的協(xié)同研制平臺。
第四階段以大飛機研制為機遇,全力推動關(guān)聯(lián)設(shè)計技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù),進一步縮短飛機研制過程迭代周期,同時提升飛機的研制能力。
據(jù)介紹,目前該院信息化技術(shù)應(yīng)用的突破口主要包括大規(guī)模CAD技術(shù)及數(shù)字樣機技術(shù)、數(shù)字化制造、關(guān)聯(lián)設(shè)計、虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)和項目管理系統(tǒng)等方面。
上海電氣集團中央研究院常務(wù)副院長黃建民
上海電氣:打造裝備制造共性技術(shù)專業(yè)平臺
作為我國最大的裝備制造業(yè)集團,上海電氣始終堅信,設(shè)計是自主創(chuàng)新的源頭,裝備產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計能力建設(shè),不僅可以推進先進設(shè)計技術(shù)的深化應(yīng)用,提高自主創(chuàng)新能力和核心競爭力,而且符合裝備產(chǎn)品信息化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化的未來發(fā)展趨勢。
據(jù)介紹,為提高裝備的自主研發(fā)能力,上海電氣打造裝備產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計能力的前期內(nèi)容主要包括三維設(shè)計技術(shù)、工程分析與仿真技術(shù)、虛擬樣機技術(shù)、快速成形與制造技術(shù)、CAD/CAM集成技術(shù)和專業(yè)服務(wù)平臺。
通過數(shù)字化設(shè)計能力建設(shè),上海電氣不僅顯著加快了復(fù)雜產(chǎn)品的設(shè)計進程,提高了研發(fā)成功率和產(chǎn)品性能,而且在重大戰(zhàn)略產(chǎn)品自主開發(fā)中發(fā)揮了不可替代的作用。例如,針對引進型1.25MW和2MW雙饋風(fēng)力發(fā)電機組,該集團建立了發(fā)電機組的控制系統(tǒng)仿真模型,對風(fēng)輪槳葉的性能及變槳過程進行仿真技術(shù)研究,以優(yōu)化發(fā)電機組性能,獲取最大功率,進而提高槳葉的設(shè)計水平。
“數(shù)字化設(shè)計與制造是提升產(chǎn)品效能和競爭力的重要保證,是裝備制造的發(fā)展趨勢。”上海電氣集團中央研究院常務(wù)副院長黃建民表示,未來一段時間,該集團提高數(shù)字化設(shè)計能力的工作設(shè)想主要涵蓋如下五個方面:一是提升數(shù)字化集成設(shè)計能力,二是研發(fā)應(yīng)用基于三維設(shè)計的先進設(shè)計模式(標準化、模塊化、系列化),三是打造基于三維數(shù)模的數(shù)字檢測與制造質(zhì)量工程,四是構(gòu)建集團重點產(chǎn)品設(shè)計共享數(shù)據(jù)庫和知識庫,五是建立符合現(xiàn)代制造服務(wù)業(yè)特征的技術(shù)支撐與服務(wù)體系。
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