圖1 中國北車齊齊哈爾軌道交通裝備有限責任公司信息技術部專家范國海
1 中國北車重載快捷鐵路貨車技術研發平臺
圖2 中國北車重載快捷鐵路貨車技術研發平臺
公司從2012年開始建設重載快捷鐵路貨車技術研發平臺，平臺包括中國北車重載快捷鐵路貨車技術研發創新體系、協同設計平臺、協同仿真分析平臺、試驗研究平臺、研發質量系統（RAMS/LCC）、知識管理系統、貨車技術研發平臺支撐系統。
今年10月份公司又上線了一個數字化管理平臺。協同仿真分析平臺二期已經正式上線試運行，一期是去年12月份開始上線試運行。
2 協同仿真分析平臺
公司的PDM使用了五年左右，為了進一步打通設計、仿真、工藝，又實施了協同仿真CAE平臺運作，把實驗、仿真、設計有機的結合起來。
協同仿真分析平臺主要建設含內容有以下四點：
★多學科仿真分析工具集：完善針對貨車產品仿真業務的各學科工具。
★仿真分析規范體：系統一仿真工具使用，規范仿真作業流程；積累仿真經驗，推進仿真規范建設。
★高性能計算中心（HPC）：建設計算能力強大的大規模模型并行計算平臺。
★協同仿真分析管理系統：破除信息孤島，以結構化方式管理復雜的仿真數據；將仿真數據和設計數據進行關聯管理；建立仿真分析數據流程規范，管理仿真業務。
圖3 協同仿真平臺總體架構
根據業務需求，公司的仿真分析工具集分五個方面：結構分析、疲勞耐久性分析、動力學分析、裝卸材料分析、產品工藝分析。
圖4 多學科仿真分析工具集
公司開展有限元分析工作已經有20年了，積累了豐富的仿真分析工作經驗，但是由于仿真分析師使用分析方法和網格劃分不一致，所以造成了分析結果的偏差。針對這種情況公司進行了仿真分析規范體系建設，分為兩部分內容，一個是基礎規范，還有一個專業業務。
圖5 仿真分析規范體系
有了仿真分析規劃和防治分析技術指導書，為了能夠讓仿真分析師進行簡單仿真分析，公司還建立了一個仿真分析模板。首先是根據以往的計算經驗，總結出了仿真分析的一個規范和作業指導書，然后在NX基礎上進行了模板的定制與開發。例如我們實施成功的一個側架案例，通過技術指導書在模板分析開發，最后自動生成一個分析報告。目前已經取得了軟件著作權的證書。
圖6 仿真分析規范與模板建立
圖7 轉向架側架CAE分析
有了仿真分析工具集，公司建立了PDM系統。通過它首先設計了仿真協同，設計師提交仿真分析委托書，提升到SDM系統，在SDM系統中創建仿真分析任務，并進行相應的仿真分析工作。仿真分析工作完成后，將計算結果還有計算報告回送到PDM系統進行歸檔。
圖8 設計協同仿真
另外公司現在實驗水平和能力也比較強大，擁有國內的集裝箱沖擊實驗檢測機制，也是國外認可的實驗室。
在Teamcenter環境下管理完整CAE分析流程
◆PDM與SDM之間的數據交互均由系統自動完成，讓設計人員以及仿真分析人員有更多的精力關注于設計和仿真計算本身。
◆避免多系統的非兼容性和重復工作，大量節約硬件投資、用戶/系統管理培訓、系統升級或日常維護等成本。
縮減分析流程時間
◆項目管理過程與數據管理相結合的分析平臺。
◆實現多站點、多部門合作與數據分享。
◆提高數據訪問效率和分析效率。
提高分析結果的有效性和可信程度
◆保持分析模型與最新發布產品設計同步。
◆實現設計與分析的完整變更。
◆可有效的追溯產品或零部件通過仿真分析進行校核以及優化的過程。
降低存儲空間增大所提高的成本
◆消除冗余數據的復制。
◆解決了仿真分析結果文件存儲的難題。
◆保證文件存儲的有效性和生命周期。
◆仿真分析知識庫。
◆有效的將個人電腦中的仿真分析數據以結構化的方式存儲到SDM系統中。
◆避免了個人硬盤的損壞造成重要數據的丟失。
◆可方便的進行數據查找和重用。
3 總結
為了實現仿真和實驗協同，仿真指導實驗，實驗可以驗證仿真，最終建設成一個基于統一數據源的協同設計仿真設計和制造管理協同，提升公司的產品設計能力和水平。通過項目實施，公司實現了比較復雜的兩化融合的系統，這個系統實現了管理制度化、制度流程化、流程表單化、表單電子化，最終建成中國北車鐵路工程網絡中心。
本文根據中國北車齊齊哈爾軌道交通裝備有限責任公司信息技術部專家范國海在“第十屆中國制造業產品創新數字化國際峰會”上的發言整理而成，未經本人確認。
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