復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計過程的知識管理

陳高陽

航空發(fā)動機(jī)行業(yè)，在設(shè)計與試制過程中，有著大量的設(shè)計與管理數(shù)據(jù)，特別是設(shè)計迭代業(yè)務(wù)流程，產(chǎn)生了大量的過程數(shù)據(jù)，雖然是過程數(shù)據(jù)，仍然是企業(yè)產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)資料，這些資料將幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)核心競爭力的提升，產(chǎn)品知識沉淀與繼承的目的。本文闡述了復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計過程中部分個性化特點(diǎn)，提出了知識積累與重用的思路。

設(shè)計過程數(shù)據(jù)管理

設(shè)計過程數(shù)據(jù)管理包括以下幾方面內(nèi)容，結(jié)合業(yè)務(wù)流程的開展，實(shí)現(xiàn)過程的知識積累與重用：

復(fù)雜產(chǎn)品的專業(yè)設(shè)計/仿真流程、工具軟件、知識、規(guī)范和參考數(shù)據(jù)等研發(fā)能力要素的積累、整合和重用；

支持和管理產(chǎn)品設(shè)計循環(huán)中從總體方案設(shè)計、子系統(tǒng)原理設(shè)計、到詳細(xì)設(shè)計和分析仿真等完整的跨專業(yè)、多學(xué)科設(shè)計迭代過程；

建立面向?qū)I(yè)產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計/仿真體系，并以此為基礎(chǔ)，支持設(shè)計與試制、設(shè)計與試驗(yàn)驗(yàn)證過程的銜接，成為復(fù)雜產(chǎn)品數(shù)字化研制體系中的有機(jī)組成部分，促進(jìn)產(chǎn)品自主研發(fā)能力的提升；

其中設(shè)計過程產(chǎn)生大量的設(shè)計/仿真數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)貫穿產(chǎn)品整個研制階段，數(shù)據(jù)的有效性取決于設(shè)計人員的取舍，當(dāng)最優(yōu)設(shè)計方案一旦審批通過，過程數(shù)據(jù)便成為定版數(shù)據(jù)，并根據(jù)技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行統(tǒng)一版本管理，此時，設(shè)計人員將數(shù)據(jù)進(jìn)行全局有權(quán)限的唯一共享使用。

設(shè)計過程管理

設(shè)計/仿真工具的管理。通過集成管控方式，在復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計各個階段，設(shè)計工具與仿真工具，將實(shí)現(xiàn)版本的控制，以此來提升設(shè)計過程設(shè)計手段的標(biāo)準(zhǔn)化，提升設(shè)計過程協(xié)同效率，并為設(shè)計方案選優(yōu)提供支持。

通過對工具實(shí)現(xiàn)參數(shù)級的二次開發(fā)與集成，設(shè)計人員可以不用直接面對格式復(fù)雜的各種設(shè)計計算輸入、輸出文件，進(jìn)行費(fèi)時且易出錯的輸入?yún)?shù)設(shè)置和輸出參數(shù)收集工作，直接通過圖形來查看和調(diào)整設(shè)計參數(shù)，并實(shí)現(xiàn)圖形化交互顯示和設(shè)置界面。設(shè)計經(jīng)驗(yàn)與設(shè)計方法在設(shè)計過程中，及時以友好方式推送給設(shè)計人員，這些經(jīng)驗(yàn)與方法在設(shè)計工具中以結(jié)構(gòu)化的形式在數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行存儲和管理，數(shù)據(jù)的錄入應(yīng)通過審批程序進(jìn)行，同時數(shù)據(jù)版本應(yīng)得到有效的控制，它的更新與維護(hù)，應(yīng)由一部分固定的專業(yè)的經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計人員來定期進(jìn)行。這些知識的不斷更新與積累，除了能很好的幫助新人職員工短時間內(nèi)設(shè)計出符合要求的模型，同時，也是企業(yè)知識傳承的原始數(shù)據(jù)。

設(shè)計迭代過程管理。在復(fù)雜產(chǎn)品的設(shè)計/仿真流程中，經(jīng)常存在流程分支和回饋。某些分支流程是必須進(jìn)行的，不存在需要選擇的情況，但某些分支流程和幾乎所有的回饋流程都需要根據(jù)設(shè)計/仿真計算的狀況來確定是否實(shí)際執(zhí)行。例如，在進(jìn)行多工況設(shè)計/仿真計算時，需要通過一個流程的反復(fù)疊代運(yùn)行來完成計算過程，但流程中的某些步驟會因?yàn)楣r的不同而有所區(qū)別，這時就需要將有區(qū)別的部分定義為不同的分支流程，并且能夠根據(jù)工況條件來自動選擇使用哪個分支流程；而流程是否回饋、回饋到什么位置、回饋的次數(shù)往往也與計算的狀況有關(guān)。因此，復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計流程驅(qū)動引擎需要支持智能化的判據(jù)。

多工況設(shè)計結(jié)果數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)和優(yōu)選

針對產(chǎn)品設(shè)計對象，設(shè)計人員完成工況定義及多工況性能計算，并且通過圖形化比對方式，展現(xiàn)不同工況下的性能參數(shù)。

多設(shè)計方案數(shù)據(jù)呈現(xiàn)和選優(yōu)。設(shè)計過程中，設(shè)計人員根據(jù)設(shè)計對象，定義進(jìn)行設(shè)計方案對比選優(yōu)的設(shè)計參數(shù)和用于性能評估的計算分析結(jié)果參數(shù)，然后，基于需要對比選優(yōu)的設(shè)計參數(shù)和用于性能評估的計算分析結(jié)果參數(shù)，定義進(jìn)行方案對比的數(shù)據(jù)圖形顯示方式，并進(jìn)行多方案對比與選擇。

跨專業(yè)、多學(xué)科協(xié)同

在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，依據(jù)研發(fā)業(yè)務(wù)流程，對人員和軟硬件資源進(jìn)行整合和協(xié)同，支持跨專業(yè)、多學(xué)科協(xié)同設(shè)計/仿真，支持設(shè)計/仿真業(yè)務(wù)流程自動化。

與項(xiàng)目管理的業(yè)務(wù)協(xié)同。從項(xiàng)目管理中接收產(chǎn)品研制計劃任務(wù)，根據(jù)項(xiàng)目管理要求，調(diào)用產(chǎn)品設(shè)計研制流程，啟動產(chǎn)品對象設(shè)計任務(wù)流程。在完成設(shè)計任務(wù)里程碑節(jié)點(diǎn)后，向項(xiàng)目管理反饋任務(wù)執(zhí)行狀況。

與PDM系統(tǒng)的業(yè)務(wù)協(xié)同。將產(chǎn)品研制設(shè)計過程與PDM銜接起來，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品研制數(shù)據(jù)的綜合關(guān)聯(lián)，產(chǎn)品研制各階段的過程數(shù)據(jù)以版本管理形式進(jìn)行技術(shù)狀態(tài)控制，定版數(shù)據(jù)納入PDM進(jìn)行管理。