产品综合设计工具|不同阶段持续验证，显著降低研发成本

文章来源：安世亚太官方订阅号（搜索：Peraglobal）

在传统的产品设计与制造过程中，为了验证产品的装配协调性及其产品的整体性能，往往采用制造物理样机的方法。但是采用这种方法的要花费大量的人力物力，使得研制周期长，往往错过产品投放市场的最佳时机，而且产品的开发成本昂贵，影响了产品在市场的竞争力。

随着计算机技术的发展，数字化技术的应用越来越广泛，各类计算机辅助技术（CAX）在产品设计中发挥着越来越重要的作用，基于“数字样机”的数字化综合设计技术可以在产品开发前期完成产品的设计、装配、性能评价与分析，继而使得研发周期大大缩短、研发成本显著降低。

01行业需求

复杂产品是指客户需求复杂、产品组成复杂、产品技术复杂、制造过程复杂、项目管理复杂的一类产品，如航天器、飞机、汽车、水电设备、武器系统等，通常是一个复杂的大系统。它由成千上万个零部件、子系统组成，通常涉及机械、控制、电了、液压、气动、软件等多个不同学科领域。开发过程要考虑的方面很多，控制的难度也非常大。从空间上分析，一个系统的设计要考虑到同其它系统之间的配合问题，尽量避免出现冲突现象，在资源等方面都要进行协调;在时间上分析，在系统的设计阶段设计失误需要制造出来之后才能发现，这样出现大规模返工现象，造成资源时间浪费，这都是传统过程管理所不能解决的。而且复杂产品的客户需求复杂，系统组成复杂，与外界交互关系复杂，产品技术、制造过程、项目管理都复杂。复杂产品的设计开发过程涉及到多种学科技术，也涉及到大量的人员和工具。因此复杂产品具有大型、高成本、系统复杂、技术含量高、项目周期长的特点。

02行业问题

传统的设计流程是一种试验驱动的设计过程，其典型特征是串行工作和后期验证，由于设计人员基于独立的模型开展设计，设计数据难以共享，多专业难以有效协同；各设计阶段内部的验证不足，主要依赖后期的物理试验进行验证，容易造成跨阶段的更改和设计迭代，最终给研制成本和周期带来很大的挑战。在复杂产品设计中的具体问题包括：

1） 由于产品设计调整所花费的时间较多，而设计时间在整个开发过程中所占比重又相对较小，设计时可以考虑的设计方案非常有限，最后只能选定一种特定方案执行。

2） 产品开发过程下游存在的问题只有等到过程进行到下游时才暴露出来，此时，为保证产品质量，开发过程不得不返工，既浪费资金又延误时间。

3） 设计数据零散分布于开发过程，缺乏统一有效的管理，数据无法保持一致；数据信息很少进行文档管理，容易丢失。

4） 设计者通常不知成本信息，故他们不能有意识地把成本作为设计目标之一。

03产品主要功能及优势

安世亚太产品综合设计工具是以基于数字样机（Digital Mock-Up）为核心的数字化设计为理念的产品设计软件，其中数字样机根据国家标准GB/T 26100-2010《机械产品数字样机通用要求》给出的定义：数字样机是对产品整机或具有独立功能的子系统的数字化描述，这种描述不仅反映了产品对象的几何属性，还反映了产品对象的功能和性能。

安世亚太产品综合设计工具的设计流程是一种性能目标驱动的设计过程，其典型特征是并行工程和持续验证，由于设计人员基于统一的全机数字样机开展在线设计，实现了设计数据的实时共享和成熟度控制下的多专业协同；基于数字样机在方案设计、详细初步设计和详细设计等不同阶段可以进行持续的仿真验证，将设计缺陷消除在各个设计阶段内部，极大减少后期的物理试验，消除跨阶段的更改和设计迭代，从而达到在复杂产品研制过程中缩周期、降成本的要求。

具体的优势包括：

全参数化建模

安世亚太产品综合设计工具在产品快速设计模块中使用了基于对象的参数化建模理念，即全参数化建模，包括了实体建模参数化，装配参数化和对象参数关联等功能。全参数建模可以实现在一次建模后，可以通过参数调整快速生成新的设计方案供性能评估和迭代，极大地减少了产品建模时间。

性能实时评估

安世亚太产品综合设计工具集成了多种产品性能评估功能，结合全参数化建模功能，可以对产品进行实时地性能评估，包括产品的结构性能，使用性能，加工性能，成本等诸多性能信息。性能实时评估功能可以帮助设计工程师实时了解其设计更改对产品性能的影响，极大地提高了产品优化效率和设计工程师对产品的性能理解。

产品信息统一管理

安世亚太产品综合设计工具将产品的功能信息、性能信息、成本信息等诸多信息集成到了产品的数字样机模型中，对所有的设计数据实现了统一管理，有效解决了产品数据信息管理混乱，数据可视化效果差，数据已丢失等问题。

成本信息贯穿全程

安世亚太产品综合设计工具将产品的成本信息通过工艺信息数据库、供应商信息数据库的形式保存，并在全参数化建模时将成本信息引入到产品数字样机模型中，将产品的成本信息引入到设计全流程中，设计师可以针对初步设计和修改实时查看产品成本。

04主要应用场景

1、全参数化建模辅助用户快速完成产品模型创建，且支持后续参数更改后模型自动更新。

2、安世亚太产品综合设计工具的数据库支持包括材料库、模型库、工艺信息库、供应商库等多种信息数据库，用以支持数字样机模型构建。

3、安世亚太产品综合设计工具包括多种性能评估功能，支持用户实时查看产品各项性能及功能评估。

05总结

安世亚太产品综合设计工具是一个以基于“数字样机”的数字化设计理念的复杂产品设计软件，通过全参数化建模、多维度数据库及性能评估等功能，大大提高了设计并行化程度和设计效率。

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