“逆”轉!企業如何實現仿真驅動研發,實現正向變革?

來源:踏雪歌者

現階段,中國制造企業面臨著巨大的挑戰,產品同質化、原材料成本上漲、各行業過度競爭、客戶需求多樣化……提升產品創新能力迫在眉睫。 


面對這種情況,企業應該何去何從? 


本期我們將繼續通過E-works 數字化企業網總編 、CEO 黃培先生以及安世亞太高級副總裁田鋒先生的對話內容,共同探討企業如何真正走向正向研發、如何真正實現仿真驅動設計。 


點擊此處查看上期精彩內容《顛覆式創新:制造企業如何實現研發體系的進化?


黃培

田總您好。當前,中國制造企業利用數字化手段提升產品創新能力十分緊迫。企業如何從逆向工程轉向正向研發?如何實現仿真驅動設計,實現研發數字化轉型?

田鋒

在數字化研發理想模型中,正向是三級跳的第二跳,用以解決創新問題。第一跳解決效率問題,減少浪費。第二跳就不能滿足于此,一定要有創造性,引入新技術,提升設計能力、創新能力。第二跳所采用的模型化技術,嵌入了大量的新技術,才能形成更高端的模型。正向設計擁有完整的V字流程,起點是MBSE,系統設計與仿真是核心。從用戶的真實需求開始,分解成非常細的技術需求,進入架構設計,再進入系統性設計。 

“逆”轉!企業如何實現仿真驅動研發,實現正向變革?的圖1

在傳統設計中,更多的是改型或者仿制,很少會提及這些名詞。MBSE則特別強調基于需求的架構設計,進行系統性的設計,實現顛覆式創新。如果沒有架構設計,只能在細節處進行創新,所以過去的逆向工程都是在細節上進行創新,導致企業只知其然,很少知其所以然。 

仿真處在正向設計和理想模型的中心位置。仿真在設計概念產生之后才會發揮作用,用來及時驗證設計的構想,可以說仿真是創新的保障之一。真正的創新要從MBSE系統設計入手,架構設計時才能產生新的設計。 

因此,在研發過程中一定要讓MBSE與仿真并行,并駕齊驅,是兩龍驅動的兩駕馬車,不能只強調仿真,也不能只強調 MBSE,保障中心性。因為時代因素,中國仿真在過去效益并不高,正向設計的要求也不高。仿真需要體系化建設,才能實現仿真驅動設計。僅僅依靠仿真軟件工具,其實起不到這個作用,達不到目的。

黃培

根據您所講述的V型流程,以往仿真技術多在V型的右邊,是一種事后的驗證。仿真驅動設計這個概念已經說了多年,是否已經真的逐漸走向現實了?

田鋒

是的。過去一直把仿真當做工具,其實仿真驅動研發、仿真驅動設計不是工具在起作用,是體系在起作用。我經常用南水北調來舉例,南水北調有很多水泵,水泵就是仿真的工具。南水北調的流程,是設計水泵放在哪里,這是體系性的思維,保證它真正能驅動水往上走。過去我們都只注重工具的使用,而忘記了體系的設計。仿真本身是個體系,正向設計也是一個體系,所以說體系思維非常重要。

黃培

談到知識工程,我看過關于飛機設計的參數化的例子。如果飛機是加長版,需要一定量窗戶;當尺寸變成小型飛機,對窗戶的尺寸參數進行調整,窗戶數量則會自動減少,不需要人工再去處理,這是在三維模型處理的一個最通俗的案例。田總您是否可以再舉一些案例,關于我們如何實現研發的智慧化?

田鋒

我把您所提到的這種知識稱之為確定性知識,基于確定原理,加工之后變成模型。只要原理是確定性的,就能模型化,模型化之后可以APP化。在設計過程中,基于輸入條件,可以得到確定性的輸出結果,這就是基于確定性的知識來完成設計的過程。實際上還有很多知識是不確定的。

我把知識分為兩種,一種是確定性知識,一種是基于不明確的機理,但是人能察覺到知識的存在,稱之為不確定性知識。確定性的知識,稱之為智能化手段,不確定性的知識我稱之為智慧化手段,您剛才講的例子就是智能化手段。智慧化手段要基于數據,在設計過程中,很多信息是不確定的。比如設計過程中,我們在市場上的產品質量好與不好,一開始并不清楚,通過對質量信息的收集,可以判斷設計產生的缺陷在哪里。預測性維護在后期很有作用,但我認為在研發角度更重要,它是下一代產品指導產品優化甚至創新的重要的知識來源。從大數據的角度講,用人工智能就可以找到下一代產品大幅度優于這一代產品的手段。

預測性維護是人工智能在察覺非確定性知識之后,總結出的模式,它可能沒有明確的物理機理,但是它確實有數學的描述告訴你函數是這樣的,導出的結果是那樣的,通過這個相關性,可以對產品改進提出指導意見。智能化方式現在大家都做的比較好了,但智慧的方式是需要在未來發展。

黃培

和我的理解非常一樣?,F在國內談智能制造的時候,我傾向于把它翻譯為 Smart Manufacturing。Intelligent Manufacturing我覺得可以翻譯為智慧制造,要加上更多的您所說的知識,才能真正稱為智慧的制造。

田鋒

對,智慧與智能的區別在于知識到底是明確的還是不明確的,明確的東西往往成為智能。智能制造都是基于明確知識的研發,不能明確化往往用智慧研發。對知識的使用的不同和來源不同,決定到底叫智能還是智慧。

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