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并行设计中的协同工作是什么？在综合分析并行协同设计研究的历史和现状后，针对当前复杂产品设计研究中的过程建模、产品建模、CAX集成建模、控制规划建模等关键问题，对并行建模和并行优化求解进行了一些有益的尝试，主要研究进展体现在以下七个方面：一、基于设计支持模型动态扩张的复杂产品求解方法研究为解决并行设计中面向下游的知识冲突和设计反馈问题，提出了产品设计的全过程策略：基于产品信息扩张和模型动态重组的动态求解知识框架。
以知识集成、潜真扩展为特征重组设计模型，建立面向设计进程的潜知识表达方式；构建柔性建模机制，支持设计模型的及时更新；以螺旋进程为设计推进模式，降低设计风险，提高设计效率。
二、基于潜模型理论的的潜知识表达方法研究首先进行了动态知识表达的理论探索：以传统逻辑论和信息论中处理不完全信息的潜模型理论为基础，结合复杂技术产品设计进程中变量、目标与约束等信息的扩张过程，提出了产品设计潜知识表达理论，描述了具有层次性、集成性和动态性的动态知识表达方式，将传统的面向单点的产品知识转变为面向进程的知识框架，使模型能响应设计进程从潜真状态逐渐向全真状态逼近。
用挖掘机设计中的设计知识进行了实例改造。
三、基于动态知识表达的柔性设计支持模型研究在阐述了产品动态知识框架的基础上，构造了复合知识模型，阐述了复合知识模型由知识源和模型重组机制组成的本质。
知识源具有潜真性、灵活性、感应性和设计导向性等潜知识特征，设计者在同步知识源所组成的公共知识块的基础上进行并行建模，包括约束网络、优化模型、分析模型和评价模型等，降低模型间的知识冲突，实现模型的及时重组和动态响应反馈。
提出了以层次型设计需求、未知变量敏度和函数完整度三种方式共同作用的设计导向机制，协助设计者优选设计路径。
四、螺旋设计进程研究建立了基于复合知识模型的螺旋设计进程，提出了以扩张的设计模型、分析模型、评价模型、优化模型支持的四个设计阶段循环渐进的推进策略，以渐进的进程模式和逐步扩张的产品模型代替以往的固化方式，同时增加柔性约束网络进行冲突风险检测，以产品性能目标的扩展和渐进驱动设计进程。
泛微协同商务系统化工行业解决方案-协同软件解决方案方案概述在我国，化工行业在整个国民经济中的地位是极其重要的，在工业增加值、销售收入、利润及利税总额等多个指标均居全国工业首位。
但反观化工行业的信息化现状，总体上还处于起步阶段，不论是大型集团企业还是中小型化工企业，虽然部分企业内部的信息化建设有了不小的进展，但主要是实现了财务电算化或是产品生产实现了计算机辅助设计和生产过程的自动控制。
很少有企业真正实现了企业管理及经营的信息化，而能够与外界实现信息资源共享、互动的企业更是凤毛麟角。
化工企业信息化建设的慢步推进究其原因是与化工行业的行业特点密切相关的。
繁多的产品种类、复杂的生产管理流程、原料成本和用料的标准控制等等都是化工行业信息化过程中需要考虑的因素。
针对化工行业的行业特点，结合化工企业的信息化需求，泛微提出了泛微协同商务系统e-cology在化工行业的一套完整的应用解决方案，通过九大模块的协同运作将企业的采购、销售、财务、人事、行政办公等所有管理活动整合在一个统一的信息平台上操作，实现了企业信息资源的共享和数据的无缝对接，从而降低了企业的运营成本，缩短了生产周期，提高了管理效率，最终实现了企业经济效益的最大化。
行业特点作为全国工业之首的化学工业具有行业的独特性：能源消耗大、废弃物多、技术创新快、发展潜力大。
一方面化工行业生产能力和产量基数较大，生产成本相对较低，市场潜力大，具有市场本地化的优势；另一方面化工行业生产技术较落后，生产规模小而分散，资金实力不足，科研创新能力弱，营销网络还未完全建立。
归纳起来，化工行业有以下特点：1. 就化工行业的产品而言。
化工产品种类繁多，大概有3万种。
而每一种产品又包含很多原料，从几十到上百种，不一而足。
化工行业的产品是连续的，而且有许多的联产品、副产品和中间产品。
有些时候是投入多个原料，每一道工序都有产品产出，有些时候是一个炉里同时产出多个产品，或者有些产品需要冷却或压缩等后续工序。
学术研讨面向复杂产品结构优化设计的标准伴随技术研究■ 丁新星1,2 赵正龙1,2 武 瑞2（1. 江苏徐工国重实验室科技有限公司；2. 江苏徐工工程机械研究院有限公司）摘 要：本文重点分析了复杂产品结构优化设计业务涉及到的相关标准分布情况。
为保证在结构优化时标准中的条款规则能够直接指导结构优化业务活动，对标准本身开展结构化制作，并推送到个人工作台中进行应用。
避免了开展结构优化设计不易找到标准中具体对应条款的现象，提高结构设计业务效率，提升了标准的管理水平。
关键词：复杂产品，结构优化，标准结构化，伴随DOI编码：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.05.018Research on Standards Adjoint Technologies for Optimization Design ofComplex Product StructuresDING Xin-xing1,2 ZHAO Zheng-long1,2 WU Rui2（1. Jiangsu XCMG State Key Laboratory Technology Co., Ltd.;2. Jiangsu XCMG Construction Machinery Research Institute Co., Ltd.）Abstract:This paper focuses on analyzing the distribution of relevant standards that are related to the optimization design of complex product structures. To ensure that the terms and rules in standards can directly guide the business activities of structural optimization, the standards should be processed for structuralization and pushed to personal workstations for application, which avoids the diffi culty in fi nding the specifi c terms in standards when carrying out structural optimization design, improving the effi ciency of structural design business, and enhancing the level of standards management. Keywords: complex product, structural optimization, standards structuralization, company0 引 言绿色化、智能化是我国装备制造行业发展的一个重点方向。
面向复杂产品的协同设计解决方案
一、简介
协同设计是一项先进的设计理念，旨在实现复杂产品的创新。
通过将众多技术专家和视角汇集在一起，可以更好地将整个设计过程的各个细节融入一起，从而产生更好的创新产品。
本文将介绍协同设计的基本概念，重点介绍其面对复杂产品的解决方案。
二、协同设计的基本概念
协同设计是一种利用多方专家综合思维，将各个技术细节融入到设计过程中，实现复杂产品创新的设计理念。
协同设计在设计过程中应用多种技术专家，从而创造出更优秀的设计作品。
协同设计是一种利用多方专家综合思维，将其它技术融入设计过程的设计理念，其目的是使复杂的产品创新更具有针对性和可行性。
同时，协同设计还有利于更好地了解客户需求契合度，以及增强客户满意度。
1、建立多方合作关系
面对复杂产品的协同设计，应首先建立合作关系。
复杂产品需要非常高的整合能力和分工协作能力，因此，建立健全的合作关系尤为重要。
同时，还要重视合作关系的建立，确保双方可以共同实现复杂产品的创新。
2、明确整体设计方向
明确整体设计方向是面对复杂产品的协同设计解决方案的重要步骤。
第44卷 第8期 包 装 工 程2023年4月 PACKAGING ENGINEERING37收稿日期：2022–11–13作者简介：张强（1997—），男，博士生，主要研究方向为基于模型的系统工程（MBSE ）、数字主线。
通信作者：刘继红（1966—），男，博士，教授，主要研究方向为复杂产品数字化设计与制造、知识工程与知识管理、智基于SysML 的多学科设计建模与优化张强，刘继红（北京航空航天大学 机械工程及自动化学院，北京 100191）摘要：目的 基于系统建模语言SysML ，分析多学科设计建模与优化过程，在理解多学科设计与优化数学模型的基础上，构建系统设计优化模型。
方法 通过分析多学科设计优化的数学模型，利用SysML 语言对多学科优化对象模型进行元模型表征，将生成的SysML 模型进行模型转化，转换成XML 格式以便优化求解器进行求解。
结论 提出了一种用于多学科设计建模与优化的SysML 扩展优化建模方法。
通过SysML 系统建模语言的扩展版型，添加多学科优化相关的优化目标、优化约束、优化变量等优化元素的模型内容。
提出了SysML 优化信息的提取方法，以XML 为中间格式，将提取的优化模型与优化求解器进行集成。
通过系统设计与系统优化的集成求解为产品系统架构设计人员提供有效的决策支撑。
关键词：基于模型的系统工程（MBSE ）；SysML ；多学科设计优化；优化模型构建 中图分类号：TB472 文献标识码：A 文章编号：1001-3563(2023)08-0037-11 DOI ：10.19554/ki.1001-3563.2023.08.004Modeling and Optimization of Multidisciplinary Design Based on SysMLZHANG Qiang , LIU Ji-hong(School of Mechanical Engineering & Automation-BUAA, Beijing 100191, China)ABSTRACT: The work aims to analyze the modeling and optimization process of multidisciplinary design based on sys-tem modeling language SysML, and build a design and optimization model of system based on the understanding the ma-thematical model of multidisciplinary design and optimization. By analyzing the mathematical model of multi-disciplinary design and optimization, the meta-model of multi-disciplinary optimization object model was characterized by SysML language, and the generated SysML model was transformed into XML format to be solved by the optimized solver. A SysML-extended optimization modeling method for multidisciplinary design modeling and optimization is put forward. Through the extended version of SysML system modeling language, model contents about optimization elements such as optimization objectives, optimization constraints and optimization variables related to multidisciplinary optimization are added. An extraction method of SysML optimization information is proposed. With XML as the intermediate format, the extracted optimization model is integrated with the optimization solver. The integrated solution of system design and system optimization provides effective decision support for product system architecture designers.KEY WORDS: model-based systems engineering (MBSE); SysML; multidisciplinary design and optimization; optimiza-tion model building随着科技水平的不断进步和经济的发展需求，工程系统的复杂性不断增大。
什么是精益研发精益研发是一种以精益为目标的研发方法，它集成了技术创新、协同仿真以及立体质量设计三大核心技术，实现产品质量跨越式的提升。
在复杂产品的研发中，如何满足客户最关注产品的功能和性能指标是一个复杂的系统工程。
在精益研发技术产生之前，产品的功能和性能指标等各种质量数据是分散在各个文档或系统之中的，在设计任务下达以后，产品的总设计师很难动态掌握各分系统及零部件的设计对整体功能和性能指标的满足及影响程度。
以航天领域的复杂产品系统（如运载火箭、卫星等）为例，各个分系统、零部件在设计、工艺、生产及装配过程中，各个零部件的质量数据对其最终产品的质量指标的影响往往是不知道的，因此，最终产品的功能和性能指标等质量指标是不可预知的。
目前没有软件能够系统的解决这个问题。
现有的CAX/PDM系统也不提供质量数据整合功能。
精益研发第一次系统地实现了以质量数据总线（QBUS）来整合各种产品质量信息（如几何信息、物理信息、系统可靠性等），把物理世界与数字世界充分关联起来，实现二者之间的精确映射，为企业提供一种企业级的产品数字化样机开发环境。
实现了顶层牵引、系统表达的质量设计思路，让一个复杂产品的研发质量（所有技术指标），可以系统、清晰、稳定、动态、完整地掌握在设计者的手里，让产品的质量与可靠性有了系统的保障，让产品创新有了质的飞跃和效率的提升。
精益研发，势在必行1、中国处于国际化产业链的下游伴随着全球化的进程，国际形势呈现了全新的竞争态势。
全球化的研发、全球化的制造、全球化的市场时代已经来临。
竞争在不断加剧。
“缩短产品上市时间”、“提高产品技术附加值”、“降低研发成本”、“提高产品质量”等诉求已经成为了全球制造业的共同呼声。
在中国，制造业所面临的形势更为严峻。
根据国家知识产权局公布的数字，中国制造业只有两千多家有自主知识产权的企业，仅占企业数量的万分之三，而且有99%的企业没有申请过专利。
因此，有人把这种现象叫做“有制造无创造，有产权没知识，靠仿造过日子”。
2010年中国制造业十大热点：1、高端装备制造业倍受关注在中国制造面临整体转型长级的今天，中国正试图将高端装备制造业作为制造业转型升级突破口之一。
中国想实现由工业大国向工业强国的战略转型，一定要大力发展全球领先的高端装备制造业，用中国装备装备中国2、人民币升值影响出口型企业发展趋势一个有效的汇率机制，带给中国的不仅仅是进出品商品的合理定价，改善中国贸易条件、更可能带来贸易品与非贸易品比价的正常化转变，进而改变内部劳动力、土地、资源等要素价格的扭曲状态，提高国民的消费水平。
3、制造企业劳资纠纷凸显2010年，广受关注的富士康“数连跳”事件、本田汽车连环罢工事件等制造企业劳资纠纷，再次激化外资、台资制造企业在中国的矛盾，劳资纠纷问题凸显无余。
4、制造业转型长级成主流共识2010年，制造业转型升级开始深入人心。
如果说2008年中国制造业还在探讨为什么要转型升级，那么2010年最大的变化是制造业转型升级已经成为主流共识，制造企业开始思考转型升级的途径，并尝试将其付诸到切实的行动中去。
5、物联网落地制造业2010年，物联网正式进入国家战略层面，其应用涉足到更广的领域，在智能交通、环境保护、政府工作、公共安全等多个领域的应用案例获得更多民众。
在家电、工程机械等制造业领域也已经开始应用。
▲2010中国制造业十大热点6、通胀深层次影响制造业发展2010年，通胀深刻影响了制造业。
自下半年以为企业成本压力持续加大，购进价格有较大攀升。
价格的上涨推动了PMI的增长，表面上看制造业经济扩张增长良好，但制造业却在承受越来越大的生产力。
7、战略新兴产业投入将大幅增加2010年底，享有“下一个4万亿”之称的战略性新兴产业发展政策的出炉，搅动起了相关制造产业的投资热潮。
国务院明确将从财税金融等方面出台一揽子政策加快战略性新兴产业的培育。
8、节能减排重拳出击自去年哥本哈根气候峰会后，节能减排被提到各项工作之首。
在“十二五”规划中，节能环保处于七大战略性新兴产业之首，新能源、新材料、新能源汽车等多项与节能减排有关的产业也位列七大战略性新兴产业之中。
面向复杂产品的协同设计解决方案
协同设计解决方案概述：
传统的PDM/PLM系统只是解决了对数据的存储、管理及访问等问题，而且其数据管理粒度只到文件这个层面，不能真正的“理解”产品数据，缺乏在产品设计过程中对设计人员的支持。
ENOVIA VPLM能与设计应用工具(如CATIA等)紧密集成以对设计数据提供深入的管理；能够深入理解设计数据（比如结构件和电气管路间的位置关系等），提供设计协同能力，使工程师在设计过程中就能及时和其它设计人员进行设计协调，在早期就发现各种潜在的设计问题。
正是由于ENOVIA VPLM能充分“理解”CATIA数据的内在涵义，使得ENOVIA VPLM 解决方案在以下几方面为CATIA工程师管理设计过程中数据提供其特有的帮助：
■一体化的设计/管理环境
■为设计人员提供配置的上下文环境进行设计
■支持关联产品设计
面向复杂产品的协同设计，比如飞机、造船、汽车等，“基于传统PDM协调设计模式”正在向通过VPLM实现的“基于上下文设计流程（Design in Context Process）”的演变。
协同设计解决方案：
面向复杂产品的协同设计解决方案，首先需要遵循在线设计、关联设计和并行设计基本协同设计的理念和原则，同时需要考虑MBD数据表达、三维设计质量校审以及分包设计和制造等新的技术和业务形态要求。
安托通过十余年在航空行业成功实施ENOVIA VPLM协同设计平台的经验，总结出面向复杂产品的协同设计解决方案，主要包括以下内容。
（1）在配置的上下文环境下设计
■配置的产品数据使工程人员从一开始就基于正确的技术状态数据进行设计
■通过多配置、区域、属性、技术包等多种数据过滤手段，极大简化了复杂产品开发过程的管理
■上下文环境是指零部件设计时所处的环境。
统一设计上下文使得所有的协同过程都基于统一、一致的产品信息
■通过一致的上下文，明确了设计件之间的相互关系，支持进行影响性分析和关联设计
（2）关联设计
■支持在线的TOP-DOWN关联设计，从由底向上设计转变为由上向下的设计模式。
■建立骨架模型的分层结构，最大化知识获取和重用，全面管理CATIA V5丰富的链接和设计经验知识。
■游直接使用上游数据，版本不变化时上游设计更改，下游设计自动更新；版本变化时，下游收到上游升版通知，
下游设计自动更新。
■关联设计可以极大地改善更改的准确性和及时性，控制更改的影响范围，加快设计更改速度，提高设计效率。
（3）基于MBD产品数字化定义
■以三维数据作为沟通的基础，不仅仅在设计内部，而是贯穿设计、制造、维护、供应商协作等整个过程的交流语
言。
■提供单源产品定义，消除3D和2D图纸间的存在不一致的潜在风险。
■提高工程质量和产品协调性，减少下游人员（工艺、制造、市场、服务等）对模型的理解时间及误差。
■和CAD/PLM工具配合使用可以规范、自动化MBD数据集的创建、展示和输出。
（4）成熟度控制
■成熟度是标识数字模型在设计过程中的完善状态和详细程度，是并行设计过程中数据使用的判定依据。
■在关联设计中，通过模型成熟度定义，使下游数据相关设计人员及时了解上游数据的设计状态及更改信息，从而
及时对所设计数据进行完善。
■对产品数据设计程度实施标识与记录，从整体上把握产品数据的信息及完成情况，确保获得完整的产品数据。
（5）数字样机DMU审核
■从概念设计到详细设计，要进行成千上万次的设计协调与审查，以确保物理样机的完整性和正确性。
■用户期待一种综合工具，以便在项目进行的整个生命周期中有效管理他们的研究结果。
解决方案必须在设计团队和数字样机审查团队之间建立有效的联接。
■我们的解决途径是将DMU数据集成到我们的VPLM系统中去。
这种集成将能够：
●存储各种综合分析结果到VPLM中，并能够恢复和使用。
（装配、运动机构、干涉分析等）
●创建并使用工作环境。
（为每一种分析创建局部的、子系统的数字样机）
●通过更有效的帮助提出和管理设计更改的建议，来加速决策的制定。
■给用户带来的好处：减少设计周期，改善产品质量，促进决策制定。
（6）合作伙伴及供应商的集成
■虚拟同地办公支持
●在分布的环境中共享/共用产品信息和流程。
●部分/多站点复制能力，根据规则有选择地同步数据和设计经验。
■工程包交换方式（WPE）
●支持从OEM抽取接口、界面数据，移交合作伙伴做完善设计，进而将新数据理顺（融入）到OEM，形成
完整、一致的数字样机。
成功案例：
西北某飞机设计研究院
华东某飞机有限责任公司
西南某飞机设计研究所
华南某飞机有限责任公司
陕西某飞机制造工业公司
西北某飞机制造工业公司
（注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）。
