摘 要：通過(guò)對(duì)數(shù)字化研發(fā)云服務(wù)平臺(tái)建設(shè)的功能分析，闡述在云服務(wù)、科研項(xiàng)目管理、科研過(guò)程集成管理等方面的功能需求，探討如何建設(shè)基于數(shù)字模型的多學(xué)科協(xié)同工作的數(shù)字化研發(fā)體系。

關(guān)鍵詞：云服務(wù)；科研項(xiàng)目；研發(fā)體系；過(guò)程流程化；經(jīng)驗(yàn)知識(shí)化

中圖分類(lèi)號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）14-0289-02

1 前 言

當(dāng)前，中國(guó)制造業(yè)面臨轉(zhuǎn)型升級(jí)的巨大挑戰(zhàn)，急需大幅度提高產(chǎn)品自主創(chuàng)新研發(fā)能力，這種需求對(duì)于以軍工為代表的裝備制造業(yè)而言，關(guān)系到能否在未來(lái)更好的承擔(dān)國(guó)家賦予的使命，而對(duì)主要面向民用市場(chǎng)的廣大中小制造業(yè)企業(yè)而言，則直接關(guān)系到未來(lái)的生死存亡。

數(shù)字化研發(fā)云服務(wù)平臺(tái)是數(shù)字化研發(fā)體系建設(shè)的技術(shù)基礎(chǔ)，提供科研項(xiàng)目資源管理，科研流程及經(jīng)驗(yàn)的信息化管理，以及產(chǎn)品研發(fā)的數(shù)字化和虛擬化仿真應(yīng)用管理，是加快科研周期，降低研發(fā)試制成本的技術(shù)手段?；跀?shù)字模型的多學(xué)科協(xié)同工作的數(shù)字化研發(fā)體系建設(shè)，是裝備制造企業(yè)科研建設(shè)發(fā)展的方向。

本文通過(guò)對(duì)數(shù)字化研發(fā)云服務(wù)平臺(tái)涉及的云平臺(tái)、科研項(xiàng)目管理、設(shè)計(jì)/仿真過(guò)程集成管理等系統(tǒng)建設(shè)的探討，闡述企業(yè)在建設(shè)數(shù)字化研發(fā)體系需要關(guān)注的功能需求。

2 數(shù)字化研發(fā)體系

數(shù)字化研發(fā)體系建設(shè)的核心，是基于貫穿產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、工裝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造和產(chǎn)品質(zhì)檢的數(shù)模定義，在產(chǎn)品制造和檢驗(yàn)測(cè)試中，由設(shè)計(jì)數(shù)模分別派生出工藝數(shù)模和檢驗(yàn)數(shù)模，使數(shù)模作為生產(chǎn)制造過(guò)程中的唯一依據(jù)，改變了傳統(tǒng)以工程圖紙為主、以三維實(shí)體模型數(shù)模為輔的制造方法，是企業(yè)實(shí)現(xiàn)無(wú)圖化、無(wú)紙化、數(shù)字化制造的基礎(chǔ)。數(shù)字化研發(fā)體系包括：

研發(fā)過(guò)程管理：實(shí)現(xiàn)研發(fā)過(guò)程的流程化和標(biāo)準(zhǔn)化管理，使得復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化，簡(jiǎn)單問(wèn)題標(biāo)準(zhǔn)化，標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題流程化；時(shí)間域的并行化，空間域的一體化。并作為數(shù)字化研發(fā)體系的管控中樞，實(shí)現(xiàn)管理層與執(zhí)行層的信息協(xié)同。

研發(fā)數(shù)據(jù)管理：建立科研數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和使用規(guī)范，保障各種科研數(shù)據(jù)（標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，知識(shí)數(shù)據(jù)和產(chǎn)品數(shù)據(jù)）在各個(gè)科研應(yīng)用系統(tǒng)中的交換和共享。

研發(fā)工具管理：在統(tǒng)一規(guī)范的數(shù)模定義的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)研發(fā)設(shè)計(jì)、仿真/驗(yàn)證、生產(chǎn)加工等工具軟件對(duì)產(chǎn)品數(shù)模的共享，并利用工具軟件自帶的自動(dòng)化編程工具，實(shí)現(xiàn)研發(fā)流程的模板化、研發(fā)經(jīng)驗(yàn)的知識(shí)化管理。

3 云平臺(tái)

對(duì)廣大中小制造企業(yè)而言，專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才的缺乏，科研投入資金的不足，是企業(yè)長(zhǎng)期存在的主要問(wèn)題。國(guó)家對(duì)此提出了軍民融合發(fā)展的戰(zhàn)略措施，充分發(fā)揮軍工裝備制造企業(yè)的技術(shù)、人才、設(shè)備及產(chǎn)業(yè)資源優(yōu)勢(shì)，帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈中大量中小制造企業(yè)科研水平的提升，通過(guò)云平臺(tái)提供設(shè)計(jì)、仿真和制造等一系列協(xié)同服務(wù)，打通軍民融合通道，提高資源共享水平。云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的功能如下：

（1）以“平臺(tái)即服務(wù)（PaaS）”、“軟件即服務(wù)（SaaS）”形式，提供低成本的產(chǎn)品研發(fā)項(xiàng)目全生命周期管理服務(wù)。提供產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)、仿真、工藝設(shè)計(jì)、試制、試驗(yàn)綜合管理解決方案，提供應(yīng)用高端CAD、CAE、EDA等軟件進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)和分析仿真的能力；

（2）提供知識(shí)模型庫(kù)的建庫(kù)共享服務(wù)。在項(xiàng)目管控、設(shè)計(jì)、仿真、工藝、試制、試驗(yàn)等領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)個(gè)人知識(shí)組織化、隱性知識(shí)顯性化，促進(jìn)企業(yè)知識(shí)積累、分享和有效重用，為創(chuàng)新提供知識(shí)積累基礎(chǔ)，同時(shí)，消除各個(gè)科研應(yīng)用系統(tǒng)之間的信息孤島，形成高效協(xié)作環(huán)境；

（3）提供科研人力資源的協(xié)同管理服務(wù)。為企業(yè)與各領(lǐng)域的優(yōu)秀人力資源充分發(fā)揮創(chuàng)新能力、貢獻(xiàn)社會(huì)、創(chuàng)造價(jià)值，提供合法、規(guī)范化的途徑，為創(chuàng)客加盟提供可能，為企業(yè)提供可外包的科研人力資源來(lái)源，便于提升企業(yè)的資源整合能力，使得某些單純依靠自身力量無(wú)法完成的創(chuàng)新性產(chǎn)品研制活動(dòng)，得以通過(guò)資源整合來(lái)完成；

（4）提供企業(yè)科研產(chǎn)品的配套管理服務(wù)。為企業(yè)提升自身與產(chǎn)業(yè)的融合能力，方便的尋覓并建立更廣泛的產(chǎn)業(yè)合作伙伴關(guān)系，并基于信息化手段打通供應(yīng)鏈上下游關(guān)系，促進(jìn)自身產(chǎn)品銷(xiāo)售市場(chǎng)和銷(xiāo)量的拓展、并更廣泛的獲取可選擇適配的原材料、元器件及配套產(chǎn)品。

4 科研項(xiàng)目管理

科研項(xiàng)目管理系統(tǒng)，作為數(shù)字化研發(fā)體系的管控中樞，實(shí)現(xiàn)管理層與執(zhí)行層的信息協(xié)同，實(shí)現(xiàn)科研過(guò)程的流程化和標(biāo)準(zhǔn)化管理，實(shí)現(xiàn)各種科研資源組織、協(xié)調(diào)管理，實(shí)現(xiàn)企業(yè)項(xiàng)目管控能力的持續(xù)積累和提升。科研項(xiàng)目管理實(shí)現(xiàn)的功能如下：

（1）提供面向項(xiàng)目生命周期中各類(lèi)要素的綜合管控功能，包括：資源管理、項(xiàng)目計(jì)劃管理、項(xiàng)目計(jì)劃執(zhí)行和進(jìn)度管理、項(xiàng)目產(chǎn)出物及文檔管理、項(xiàng)目合同管理、項(xiàng)目資金管理、項(xiàng)目信息快速統(tǒng)計(jì)與分析、多項(xiàng)目信息綜合查詢(xún)等。

（2）實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目管理過(guò)程的業(yè)務(wù)流程自動(dòng)化，并將計(jì)劃、產(chǎn)出物及文檔、合同、資金等要素以項(xiàng)目計(jì)劃及其執(zhí)行過(guò)程為核心樞紐關(guān)聯(lián)起來(lái)?；跇I(yè)務(wù)流程驅(qū)動(dòng)能力，方便的與其它信息系統(tǒng)（如設(shè)計(jì)/仿真集成管理系統(tǒng)、PDM系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)、MES系統(tǒng)等）集成。

（3）提供了諸如業(yè)務(wù)流程模板庫(kù)等一系列開(kāi)放的非編程定制功能，方便積累和重用與項(xiàng)目管控相關(guān)的各類(lèi)業(yè)務(wù)流程、數(shù)據(jù)格式、專(zhuān)用統(tǒng)計(jì)查詢(xún)方法，并對(duì)項(xiàng)目管理規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行有效的整合。

5 研發(fā)過(guò)程集成管理

面向裝備制造業(yè)的支持復(fù)雜產(chǎn)品跨專(zhuān)業(yè)、多學(xué)科協(xié)同設(shè)計(jì)/仿真的集成管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)制造企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程的集成管理。梳理研發(fā)工具軟件的使用經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化產(chǎn)品研發(fā)的過(guò)程管理流程化，研發(fā)任務(wù)執(zhí)行的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)?zāi)０寤?，形成企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)的知識(shí)庫(kù)，便于企業(yè)新人的培養(yǎng)和產(chǎn)品研發(fā)的數(shù)字化過(guò)程迭代，降低產(chǎn)品研發(fā)成本，提升研發(fā)產(chǎn)品質(zhì)量，縮短產(chǎn)品研發(fā)周期。研發(fā)過(guò)程集成管理實(shí)現(xiàn)的功能如下：

（1）針對(duì)研發(fā)產(chǎn)品生命周期中的關(guān)鍵設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)：總體方案設(shè)計(jì)、子系統(tǒng)/部件原理設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、基于詳細(xì)設(shè)計(jì)模型的虛擬樣機(jī)分析仿真等階段，提供業(yè)務(wù)流程和過(guò)程數(shù)據(jù)管理工具，并支持與產(chǎn)品需求分析過(guò)程，以及產(chǎn)品試制、試驗(yàn)驗(yàn)證過(guò)程的銜接。通過(guò)統(tǒng)一規(guī)范的數(shù)模流轉(zhuǎn)管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字化研發(fā)設(shè)計(jì)/仿真、試驗(yàn)數(shù)據(jù)（TDM）、仿真數(shù)據(jù)（SDM）等應(yīng)用系統(tǒng)的集成管理。

（2）提供多種用于積累、繼承和重用各類(lèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)/仿真流程、規(guī)范準(zhǔn)則、工具軟件及其使用方法、經(jīng)驗(yàn)參數(shù)和參考模型等研發(fā)能力要素的建庫(kù)管理功能，并提供各類(lèi)研發(fā)能力要素的關(guān)聯(lián)管理功能，以便將研發(fā)能力要素按需推送給對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)/仿真任務(wù)，實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)重用；

（3）實(shí)現(xiàn)對(duì)研發(fā)產(chǎn)品系統(tǒng)總體和各子系統(tǒng)/分機(jī)/部件的架構(gòu)組成定義、指標(biāo)分解和關(guān)鍵參數(shù)選取，建立并管理產(chǎn)品參數(shù)級(jí)的對(duì)象模型，并以此為基礎(chǔ)支持設(shè)計(jì)人員完成各專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)/仿真流程的規(guī)劃、任務(wù)分發(fā)、以及任務(wù)執(zhí)行和應(yīng)用程序驅(qū)動(dòng)調(diào)用，實(shí)時(shí)管理設(shè)計(jì)/仿真迭代執(zhí)行過(guò)程和數(shù)據(jù)。

（4）采用混合建模、參數(shù)化設(shè)計(jì)、直接建模、特征造型功能、三維標(biāo)注以及產(chǎn)品設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)導(dǎo)航技術(shù)，對(duì)產(chǎn)品模型進(jìn)行統(tǒng)一梳理，歸類(lèi)、優(yōu)化、規(guī)范，并制成常用模板庫(kù)，設(shè)置參數(shù)驅(qū)動(dòng)功能，形成企業(yè)知識(shí)庫(kù)。

（5）提供科研產(chǎn)品的模塊規(guī)劃、分發(fā)的設(shè)計(jì)/仿真任務(wù)，并為其提供任務(wù)執(zhí)行和應(yīng)用程序調(diào)用環(huán)境，自動(dòng)準(zhǔn)備應(yīng)用程序所需的輸入數(shù)據(jù)并自動(dòng)管理其輸出數(shù)據(jù)；實(shí)現(xiàn)任務(wù)自動(dòng)實(shí)時(shí)提醒、自動(dòng)遞推和靈活迭代執(zhí)行，維系多專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在設(shè)計(jì)/仿真迭代過(guò)程中的協(xié)作關(guān)系。

（6）使結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員可以方便地接收來(lái)自其它專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的輸入或約束條件；為結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)提供多人協(xié)作、數(shù)據(jù)共享的設(shè)計(jì)環(huán)境，支持自頂向下和自底向上的模式，進(jìn)行不同結(jié)構(gòu)方案、不同零部件的多人并行設(shè)計(jì)和裝配引用；能夠?qū)⒔Y(jié)構(gòu)模型提交給后續(xù)分析仿真流程，并可以獲取到分析仿真的反饋結(jié)果；從而銜接原理設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和基于結(jié)構(gòu)的分析仿真過(guò)程。

6 總 結(jié)

通過(guò)對(duì)數(shù)字化研發(fā)云服務(wù)平臺(tái)建設(shè)所涉及的云平臺(tái)、科研項(xiàng)目管理、設(shè)計(jì)/仿真過(guò)程集成管理等系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)描述，明確了制造型企業(yè)在數(shù)字化研發(fā)體系建設(shè)中需要實(shí)現(xiàn)的技術(shù)和管理功能。利用數(shù)字化研發(fā)云服務(wù)平臺(tái)的協(xié)同、共享、存儲(chǔ)和計(jì)算等技術(shù)特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)企業(yè)設(shè)計(jì)能力的知識(shí)化和流程化。利用平臺(tái)的多租戶應(yīng)用模式，將為企業(yè)節(jié)省大量的研發(fā)系統(tǒng)平臺(tái)建設(shè)和維護(hù)成本，加快企業(yè)在新形式下的轉(zhuǎn)型升級(jí)。

收稿日期：2018-4-18

作者簡(jiǎn)介：張有義（1969-），男，工程師，本科，主要從事IT技術(shù)服務(wù)工作。