在傳統的產品設計與制造過程中，為了驗證產品的裝配協調性及其產品的整體性能，往往采用制造物理樣機的方法。但是采用這種方法的要花費大量的人力物力，使得研制周期長，往往錯過產品投放市場的最佳時機，而且產品的開發成本昂貴，影響了產品在市場的競爭力。

隨著計算機技術的發展，數字化技術的應用越來越廣泛，各類計算機輔助技術（CAX）在產品設計中發揮著越來越重要的作用，基于“數字樣機”的數字化綜合設計技術可以在產品開發前期完成產品的設計、裝配、性能評價與分析，繼而使得研發周期大大縮短、研發成本顯著降低。

01行業需求

復雜產品是指客戶需求復雜、產品組成復雜、產品技術復雜、制造過程復雜、項目管理復雜的一類產品，如航天器、飛機、汽車、水電設備、武器系統等，通常是一個復雜的大系統。它由成千上萬個零部件、子系統組成，通常涉及機械、控制、電了、液壓、氣動、軟件等多個不同學科領域。開發過程要考慮的方面很多，控制的難度也非常大。從空間上分析，一個系統的設計要考慮到同其它系統之間的配合問題，盡量避免出現沖突現象，在資源等方面都要進行協調;在時間上分析，在系統的設計階段設計失誤需要制造出來之后才能發現，這樣出現大規模返工現象，造成資源時間浪費，這都是傳統過程管理所不能解決的。而且復雜產品的客戶需求復雜，系統組成復雜，與外界交互關系復雜，產品技術、制造過程、項目管理都復雜。復雜產品的設計開發過程涉及到多種學科技術，也涉及到大量的人員和工具。因此復雜產品具有大型、高成本、系統復雜、技術含量高、項目周期長的特點。

02行業問題

傳統的設計流程是一種試驗驅動的設計過程，其典型特征是串行工作和后期驗證，由于設計人員基于獨立的模型開展設計，設計數據難以共享，多專業難以有效協同；各設計階段內部的驗證不足，主要依賴后期的物理試驗進行驗證，容易造成跨階段的更改和設計迭代，最終給研制成本和周期帶來很大的挑戰。在復雜產品設計中的具體問題包括：

1） 由于產品設計調整所花費的時間較多，而設計時間在整個開發過程中所占比重又相對較小，設計時可以考慮的設計方案非常有限，最后只能選定一種特定方案執行。

2） 產品開發過程下游存在的問題只有等到過程進行到下游時才暴露出來，此時，為保證產品質量，開發過程不得不返工，既浪費資金又延誤時間。

3） 設計數據零散分布于開發過程，缺乏統一有效的管理，數據無法保持一致；數據信息很少進行文檔管理，容易丟失。

4） 設計者通常不知成本信息，故他們不能有意識地把成本作為設計目標之一。

03產品主要功能及優勢

安世亞太產品綜合設計工具是以基于數字樣機（Digital Mock-Up）為核心的數字化設計為理念的產品設計軟件，其中數字樣機根據國家標準GB/T 26100-2010《機械產品數字樣機通用要求》給出的定義：數字樣機是對產品整機或具有獨立功能的子系統的數字化描述，這種描述不僅反映了產品對象的幾何屬性，還反映了產品對象的功能和性能。

產品架構圖

安世亞太產品綜合設計工具的設計流程是一種性能目標驅動的設計過程，其典型特征是并行工程和持續驗證，由于設計人員基于統一的全機數字樣機開展在線設計，實現了設計數據的實時共享和成熟度控制下的多專業協同；基于數字樣機在方案設計、詳細初步設計和詳細設計等不同階段可以進行持續的仿真驗證，將設計缺陷消除在各個設計階段內部，極大減少后期的物理試驗，消除跨階段的更改和設計迭代，從而達到在復雜產品研制過程中縮周期、降成本的要求。

具體的優勢包括：

全參數化建模

安世亞太產品綜合設計工具在產品快速設計模塊中使用了基于對象的參數化建模理念，即全參數化建模，包括了實體建模參數化，裝配參數化和對象參數關聯等功能。全參數建模可以實現在一次建模后，可以通過參數調整快速生成新的設計方案供性能評估和迭代，極大地減少了產品建模時間。

基于對象的參數化建模

性能實時評估

安世亞太產品綜合設計工具集成了多種產品性能評估功能，結合全參數化建模功能，可以對產品進行實時地性能評估，包括產品的結構性能，使用性能，加工性能，成本等諸多性能信息。性能實時評估功能可以幫助設計工程師實時了解其設計更改對產品性能的影響，極大地提高了產品優化效率和設計工程師對產品的性能理解。

產品信息統一管理

安世亞太產品綜合設計工具將產品的功能信息、性能信息、成本信息等諸多信息集成到了產品的數字樣機模型中，對所有的設計數據實現了統一管理，有效解決了產品數據信息管理混亂，數據可視化效果差，數據已丟失等問題。

成本信息貫穿全程

安世亞太產品綜合設計工具將產品的成本信息通過工藝信息數據庫、供應商信息數據庫的形式保存，并在全參數化建模時將成本信息引入到產品數字樣機模型中，將產品的成本信息引入到設計全流程中，設計師可以針對初步設計和修改實時查看產品成本。

04主要應用場景

1、全參數化建模輔助用戶快速完成產品模型創建，且支持后續參數更改后模型自動更新。

2、安世亞太產品綜合設計工具的數據庫支持包括材料庫、模型庫、工藝信息庫、供應商庫等多種信息數據庫，用以支持數字樣機模型構建。

3、安世亞太產品綜合設計工具包括多種性能評估功能，支持用戶實時查看產品各項性能及功能評估。

05總結

安世亞太產品綜合設計工具是一個以基于“數字樣機”的數字化設計理念的復雜產品設計軟件，通過全參數化建模、多維度數據庫及性能評估等功能，大大提高了設計并行化程度和設計效率。