在离散制造业,众多企业在进行产品研发时,已经投入运用了CAD/CAM/CAE/CAPP/EDA等专业化软件工具及PDM/PLM系统。然而,在我们为制造企业提供咨询服务的过程中,却发现许多企业在使用这些软件的过程中,其应用水平尚有待提高。例如,许多企业仍处在二维CAD与三维CAD软件混合使用的阶段,尽管已经采用了PDM系统,但尚未构建企业内部的通用件库,导致重用率较低;对于工程/制造/服务BOM的管理,亦未能达到理想状态。为了开发出更具智能化的产品,企业需要机电软多学科的协同配合;为了缩短产品研发周期,企业需深度应用仿真技术,建立虚拟数字化样机,实现多学科仿真,借助仿真手段来减少实物试验;同时,企业还应贯彻标准化、系列化、模块化的设计理念,以支持大规模客户定制或产品个性化定制;此外,仿真技术与试验管理的有机结合,有助于提高仿真结果的可信度。
在流程制造业,部分企业已经开始应用PLM系统来实现工艺管理和配方管理,而LIMS(实验室信息管理系统)系统则被更为广泛地采纳。当前,在产品研发领域,已经涌现出一批智能化的软件系统,它们成为了智能研发的具体表现。例如,Geometric公司的DFM PRO软件能够自动判断三维模型的工艺特征是否具备可制造、可装配、可拆卸条件;CAD Doctor软件则能自动分析三维模型中的潜在问题;基于网络的协同设计,作为智能研发的另一创新模式,正逐步推广开来;Altair公司的拓扑优化技术,在确保产品功能的基础上,能够有效减轻结构的重量;系统仿真技术在概念设计阶段便可用于分析与优化产品性能,这方面,达索系统、西门子(LMS)均已拥有成熟的技术,天喻软件也成功开发出系统仿真的平台,并在中国商飞得到实际应用;PLM系统的应用范围已从需求管理扩展至工艺管理,如西门子公司的Teamcenter Manufacturing系统,将工艺结构化处理,使得典型工艺得以更加高效地重用;开目软件所推出的基于三维的装配CAPP、机加工CAPP,以及参数化CAPP,也都具备了一定程度的智能特性;除此之外,索为高科与金航数码携手合作,共同开发了面向飞机机翼、起落架等大型部件的快速设计系统,这同样是一款智能研发的软件,能够显著提升产品设计效率。
汽车整车企业和设计公司广泛采用Cave技术,利用虚拟现实技术辅助产品研发,这无疑也是一项智能研发技术。全球PLM领导者之一,达索系统公司提出了“三维体验”(3D Experience)的理念,并在VR和AR领域提供了解决方案。仿真领域的巨头ANSYS在多学科仿真技术方面取得了重大突破,而仿真领域的先行者MSC.Software于2014年发布了APEX,成功将CAD与CAE融为一体,极大地提升了其易学易用性。安世亚太近期提出了工业再设计的理念,将仿真技术与精密制造紧密结合,将原本由多个零部件分散制造的工艺转变为一个复杂零件的整合,从而有效提升了零件的工艺性能,同时还大幅降低了零件重量。