对虚拟产品开发设计、分析一体化管理平台的理解

    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
    ·Robust design (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，Virtual Production Development）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，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，即DMU），和3.功能或性能样机（Function Prototyping）三部分,简称3F。见图三所示：
   

    图三 虚拟产品开发的3F