数字主线一词最先由美国空军和洛克希德-马丁公司在2003年联合研发F-35时提出,在此项目中通过数字主线实现了设计数据和制造数据的打通,从而大幅缩短了F-35战斗机的研发周期。
数字主线概念备受瞩目,但目前对数字主线并没有一致的定义,业内有着不同的理解。综合而言,数字主线技术利用数字化技术,覆盖产品全生命周期,构建数字孪生、形成贯通产品研发、制造、营销、运营和服务的数据流,为企业各个层面提供实时的数据分析和决策支持。数字主线使得数据资产成为驱动业务和决策的关键,从而让企业获得前所未有的数据洞察。
西门子数字主线方案
西门子工业软件同样以NX为基础,逐步拓展CAE、CAM、PDM、物联网等产品系列,整合形成Xcelerator数字主线产品组合,以数字化创新平台(包括NX、Simcenter、Teamcenter、Tecnomatix、Mendix、MindSphere等)实现工程端的数字主线,涵盖需求、设计、分析、制造、数据管理、云计算、大数据等领域。
数字主线框架下的CAD模型需求
数字主线贯穿产品全生命周期。从产品概念设计到产品制造工艺、生产、服务,直到产品生命周期结束,在这一过程中,原生CAD模型是数字主线的核心。为适应数字主线下的CAD模型需求,MBD基于模型定义的概念应运而生。
数字主线框架下的产品快速建模
近年来,随着市场竞争的加剧,产品的迭代速度越来越快。实现产品的快速建模能协助企业加快产品的迭代速度。在符合数字主线要求下实现产品快速建模,建议可从以下三个方面着手进行:
- 建立符合数字主线需求的数据规范。规范的范围应包括:基于数字主线的产品设计规范,基于数字主线的产品模型规范,基于数字主线的产品工艺规范,基于数字主线的加工规范等。数字主线的作用在于打通信息孤岛,确保数据在公司所有部门和流程间有效流动。因此,作为数据信息载体的产品模型的格式,以及所承载信息(例如,研发部门输出的信息,工艺部门输出的信息,生产部门接收的信息)的内容、格式和要求都需要通过数据规范的形式进行定义和明确。
- MBD工具集。基于原生CAD系统的现有功能难以支持用户快速设计出符合数字主线需求的产品模型。因此,建议各企业可根据业务需求开发符合数字主线的MBD工具集。MBD工具集应适配到企业现行的CAX三维设计平台上,并且能够满足企业产品设计和制造的需求。MBD工具集应结合企业所在行业的工程特点,提供一系列的专用计算功能和辅助设计工具,旨在提升产品设计效率和质量。例如:包含产品MBD三维模型质量检查、产品MBD模型属性快速定义、三维注释库、产品MBD信息三维标注等系列功能。坤德科技根据多年项目服务经验,和用户的实际需求,并结合国内外先进的MBD技术,沉淀出研发端不同业务场景下提升设计效率的开发定制工具,并按其场景使用整理定义成MBD工具集,为用户量身打造了一个提升设计效率和质量的解决方案。
- 业务重构后的专家设计系统。企业引入数字主线的同时也意味着企业业务流程的重塑。业务流程的重塑围绕元数据在企业内的流通展开,基于数字主线的设计,制造,生产规范进行业务流程重组。在此过程中,不仅仅是重新审视现有的业务流程,更是对流程的优化与改进。坤德科技依据丰富的实践经验,通过梳理企业现有的研发流程,并结合国内外先进的研发数字化技术,协助各企业建立专家设计系统。专家系统是一个融合企业知识经验的计算机程序系统,其内部含有大量的企业专家级的知识与经验,研发工程师可根据系统中的知识与经验,进行推理和判断,模拟人类专家的决策过程,以便解决那些需要专家处理的复杂问题,实现企业级的知识经验累积和重用。
元数据是数字主线的基础,目前数字主线的应用还处于初级阶段,现阶段多以单点式应用为主,尤其是以研发端的数字化转型为主,通过构建数字主线的数据规范,开发符合数字主线要求的MBD工具集,同时通过业务梳理,进行业务重构,建立企业级专家设计系统最终帮助企业实现研发端的提质增效。