汽車業(yè)對(duì)縮短開(kāi)發(fā)周期，減少開(kāi)發(fā)費(fèi)用的迫切要求；用戶對(duì)更高質(zhì)量、更好服務(wù)的期望；國(guó)家法規(guī)與世界的同步和接軌，等等。隨著中國(guó)加入WTO，汽車行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈和日趨白熱化。所有這些都對(duì)企業(yè)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)手段和方法提出和構(gòu)成了迫在眉睫、時(shí)不我待的變革要求和壓力。re公司（簡(jiǎn)稱：MSC公司）提出的VPD（虛擬產(chǎn)品開(kāi)發(fā)）概念，就是對(duì)此提出的一攬子解決方案。其涵蓋了從PDM到CAD/CAE/CAM/CAT的PLM（產(chǎn)品生命周期管理）的全過(guò)程，是達(dá)到時(shí)間、質(zhì)量和成本這一既相互依存又相互制約的金三角完美平衡的行之有效的解決方案。

二、VPD的概念

VPD(Virtual Product Development)為虛擬產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的英文頭三個(gè)字母的縮寫，是MSC公司針對(duì)機(jī)械制造行業(yè)，尤其是汽車行業(yè)在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、產(chǎn)品制造、供應(yīng)鏈管理、協(xié)同開(kāi)發(fā)、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和用戶要求等的綜合作用及對(duì)汽車生產(chǎn)、制造企業(yè)提出的更迫切和苛刻的要求下，所提出的切實(shí)可行的解決方案。

當(dāng)今汽車工業(yè)的關(guān)鍵詞是創(chuàng)新。通過(guò)創(chuàng)新，建立品牌的差異化和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。VPD通過(guò)支持產(chǎn)品開(kāi)發(fā)全過(guò)程，且考慮費(fèi)用、時(shí)間和風(fēng)險(xiǎn)等方面來(lái)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品創(chuàng)新。利用VPD的工具和咨詢服務(wù)，可以使客戶達(dá)到如下效果：

研究 用數(shù)字化樣機(jī)研究所有汽車開(kāi)發(fā)所應(yīng)包括的性能

理解 用穩(wěn)健性設(shè)計(jì)方法，進(jìn)行設(shè)計(jì)靈敏度的分析與確定

協(xié)作 利用仿真數(shù)據(jù)管理（ager）使不同的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)部門及供應(yīng)商實(shí)現(xiàn)協(xié)同設(shè)計(jì)

持續(xù)改進(jìn) 利用虛擬產(chǎn)品開(kāi)發(fā)成熟度模型（VPDMM）持續(xù)改進(jìn)和提升產(chǎn)品研發(fā)流程

當(dāng)開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)理解了決定關(guān)鍵性能的因素和設(shè)計(jì)約束和限制以后，他們就可以自由的進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)的創(chuàng)新，提出新的設(shè)計(jì)方案。如此一來(lái)，我們一直強(qiáng)調(diào)的自主品牌，且具備國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的汽車研發(fā)將成為現(xiàn)實(shí)。而MSC公司的VPD所提供的工具和技術(shù)是使這種對(duì)關(guān)鍵決定因素的理解成為可能的，一條切實(shí)可行，且極具投資回報(bào)率的解決方案。

三、研究

VPD的基礎(chǔ)是模擬現(xiàn)實(shí)，“現(xiàn)實(shí)”是汽車基于物理樣機(jī)構(gòu)建和試驗(yàn)的過(guò)程。而構(gòu)建物理樣機(jī)是在產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中減少時(shí)間和費(fèi)用的顯而易見(jiàn)的阻礙。和物理試驗(yàn)相比，虛擬試驗(yàn)可以更容易，更經(jīng)常和更有效地實(shí)現(xiàn)。通過(guò)虛擬試驗(yàn)，可以克服研發(fā)流程的瓶頸，使產(chǎn)品的質(zhì)量和創(chuàng)新得到改進(jìn)和提升。

通過(guò)捕獲和確定仿真流程，設(shè)計(jì)研究可以更有效的進(jìn)行。仿真流程的捕獲和確定的價(jià)值在于使更早期的、更經(jīng)常的和可重復(fù)的應(yīng)用模擬仿真成為可能。同時(shí)，內(nèi)嵌了專家經(jīng)驗(yàn)和可客戶化、基于標(biāo)準(zhǔn)化及參數(shù)化的模板，使標(biāo)準(zhǔn)化的建模方法、分析流程和報(bào)告生成等都成為現(xiàn)實(shí)。一個(gè)MSC的客戶曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“仿真分析要想真正解決設(shè)計(jì)所關(guān)心的問(wèn)題，則確定的、可重復(fù)的、保持一致性的分析流程和建模方法是必備的前提條件。”

設(shè)計(jì)研究（性能分析）在研發(fā)創(chuàng)新中的另一體現(xiàn)是使設(shè)計(jì)部門和人員卷入仿真分析之中。MSC通過(guò)內(nèi)嵌于CAD的SimDesigner這一產(chǎn)品線支持此需求。無(wú)論是只需要將一些基礎(chǔ)級(jí)的模擬分析交由設(shè)計(jì)工程師來(lái)做，還是需要設(shè)計(jì)工程師或分析工程師在CAD系統(tǒng)中執(zhí)行全方面的仿真分析，SimDesigner都可完全勝任。

通過(guò)使用VPD工具，可以更快、更好的做設(shè)計(jì)決定，但是如果需要驗(yàn)證整車性能結(jié)果，則數(shù)字化功能樣機(jī)是需要的。MSC提供SimOffice這一軟件工具，作為一個(gè)環(huán)境，利用此環(huán)境，工程師可以構(gòu)建符合其設(shè)計(jì)的完整的數(shù)字化樣機(jī)?；谛袠I(yè)標(biāo)準(zhǔn)的n,,等SimOffice的構(gòu)成組件，SimOffice的分析結(jié)果是可信的、和重復(fù)的且得到世界領(lǐng)先的汽車生產(chǎn)廠商的普遍信賴。

四、理解

您的產(chǎn)品設(shè)計(jì)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)在那里？當(dāng)發(fā)生不可避免的生產(chǎn)和售后服務(wù)問(wèn)題時(shí)，如何進(jìn)行設(shè)計(jì)更改？什么特性使您的汽車平臺(tái)具有差異性，且具有創(chuàng)新和一流的品質(zhì)？所有這一切有賴于您對(duì)設(shè)計(jì)的深刻理解。通過(guò)VPD技術(shù)使您對(duì)設(shè)計(jì)的深刻理解成為可能。

就相對(duì)比較簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)而言，通過(guò)追蹤測(cè)試結(jié)果且參考其工程直覺(jué)，工程師就可以研究和改善產(chǎn)品性能。但是，當(dāng)一個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的復(fù)雜性不斷增長(zhǎng)，相關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù)增加，要想快速全面地理解和確定其相互之間的影響將是非常困難的。一次只考慮一個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)的變化，不足以正確的理解多參數(shù)間的相互作用與影響，且很容易得出錯(cuò)誤的結(jié)論。復(fù)合考慮多參數(shù)變化將需要大量的單獨(dú)的仿真分析。而這將使工程師面對(duì)剪不斷、理還亂的結(jié)果數(shù)據(jù)的海洋，對(duì)其進(jìn)行理解和判斷就算是可以實(shí)現(xiàn)，也必將是耗費(fèi)大量時(shí)間、精力和腦力的事情。試驗(yàn)設(shè)計(jì)，或叫設(shè)計(jì)試驗(yàn)（DOE），提供了一種方法和工具，可以有效地計(jì)劃和運(yùn)行一系列系統(tǒng)級(jí)的設(shè)計(jì)測(cè)試，并分析其結(jié)果。就傳統(tǒng)而言，此方法已被應(yīng)用于物理試驗(yàn)，但在VPD環(huán)境下，通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬也可以運(yùn)行的很好。一個(gè)設(shè)計(jì)得良好的測(cè)試應(yīng)該具有盡可能少的運(yùn)行次數(shù)，同時(shí)應(yīng)包含足夠多的信息以足夠精確地表征系統(tǒng)的行為。最好的設(shè)計(jì)依賴于因子的數(shù)目和級(jí)別，因子的種類，關(guān)于產(chǎn)品和流程的假定和測(cè)試的整體目標(biāo)。

另外，在理解和研究整車適撞性、NVH等性能時(shí)，隨機(jī)性的影響也必須加以考慮。這些方法有效地評(píng)估設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和使用的不確定因素，有助于決定在哪方面著手可以改進(jìn)質(zhì)量，完善設(shè)計(jì)，或確定需要一些什么額外的物理試驗(yàn)。

五、協(xié)同

今天，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)經(jīng)常需要跨公司和跨國(guó)家來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)。企業(yè)級(jí)的協(xié)同，包括供應(yīng)鏈的集成，是現(xiàn)在產(chǎn)品研發(fā)的一個(gè)必要的組成部分。

企業(yè)如果能夠自動(dòng)化其虛擬產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程和仿真數(shù)據(jù)管理，同時(shí)，所有數(shù)據(jù)、仿真模型、虛擬試驗(yàn)和報(bào)告都可從供應(yīng)商那里定期（比如說(shuō)以周為單位）獲得并與總裝廠實(shí)現(xiàn)協(xié)同設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)和仿真分析。這樣，管理層就可以清楚的看到哪些設(shè)計(jì)目標(biāo)達(dá)到了，哪些目標(biāo)沒(méi)有達(dá)到，如何進(jìn)行設(shè)計(jì)更改和設(shè)計(jì)改進(jìn)?；蛘呋谏弦淮螛?gòu)建的仿真模型和結(jié)果，來(lái)評(píng)判是否有性能下降存在。另外，供應(yīng)商也可以知道他們的子系統(tǒng)與總體設(shè)計(jì)的符合度。每一個(gè)人通過(guò)定期的虛擬樣機(jī)構(gòu)建來(lái)協(xié)同有效的工作。

這樣的情境可以通過(guò)MSC公司的企業(yè)級(jí)仿真協(xié)作解決方案——ager變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。ager是一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)門戶的，集成技術(shù)和數(shù)據(jù)，包括數(shù)據(jù)，進(jìn)行流程和數(shù)據(jù)管理的系統(tǒng)平臺(tái)。ager的基礎(chǔ)構(gòu)架包括一些必備的能力，例如與產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理相關(guān)的進(jìn)入、修改控制、簽署和通知等；同時(shí)，還包括對(duì)仿真流程的捕獲，和自動(dòng)化模板的建立和訪問(wèn)。來(lái)自于SimOffice應(yīng)用的模型、數(shù)據(jù)和測(cè)試相關(guān)的數(shù)據(jù)收集和流程執(zhí)行等。這將使用戶不斷拓展其設(shè)計(jì)研究領(lǐng)域，修改數(shù)據(jù)，創(chuàng)造用于流程自動(dòng)化的新模板。例如寶馬（BMW）公司已經(jīng)使用ager系統(tǒng)進(jìn)行TGB級(jí)的仿真數(shù)據(jù)管理和流程管理，且產(chǎn)生了非常明顯的效果和效益。

六、改進(jìn)

定義一個(gè)制造廠商的技術(shù)路線圖時(shí)，能否創(chuàng)造一個(gè)成功的產(chǎn)品研發(fā)環(huán)境是其本質(zhì)和要點(diǎn)之所在。技術(shù)、人員、流程和數(shù)據(jù)此四個(gè)組成部分的交互作用是影響成功的關(guān)鍵因素。MSC公司使用的虛擬產(chǎn)品開(kāi)發(fā)成熟度模型（VPDMM）可以幫助公司確定其當(dāng)前環(huán)境的基準(zhǔn)和在其整個(gè)企業(yè)有效的應(yīng)用VPD的差距之所在和改進(jìn)路線及優(yōu)先級(jí)。

例如，MSC公司最近就近300個(gè)汽車團(tuán)體進(jìn)行了VPDMM的評(píng)估，對(duì)使用虛擬樣機(jī)作為整體風(fēng)險(xiǎn)控制管理戰(zhàn)略的要求和對(duì)考慮使用中的不確定性及生產(chǎn)加工過(guò)程中的變量等隨機(jī)變量的模擬分析這兩方面的問(wèn)題，已經(jīng)成為亟待解決的、列為前端的工程問(wèn)題。MSC公司的VPDMM數(shù)據(jù)庫(kù)可以幫助制造企業(yè)將其當(dāng)前應(yīng)用水平與業(yè)界產(chǎn)品研發(fā)流程的平均水平（或最佳水平）進(jìn)行比較，開(kāi)展“標(biāo)桿”研究。最近，每一個(gè)成功的企業(yè)都開(kāi)始應(yīng)用仿真技術(shù)精確地就它們所存在的問(wèn)題進(jìn)行問(wèn)題診斷。一旦經(jīng)驗(yàn)被捕獲，就可以通過(guò)仿真執(zhí)行一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的測(cè)試流程。下一步就是獲得足夠的經(jīng)驗(yàn)和信心，使用仿真分析作為設(shè)計(jì)凍結(jié)的依據(jù)。當(dāng)達(dá)到此級(jí)別后，則具備了一個(gè)有關(guān)模型構(gòu)建、數(shù)據(jù)管理定義的流程，接著，則可以考慮準(zhǔn)備應(yīng)用虛擬產(chǎn)品開(kāi)發(fā)做目標(biāo)分解。最終，如果能做到VPD流程可以優(yōu)化時(shí)，則可以在整個(gè)產(chǎn)品定義各階段，且覆蓋供應(yīng)商的范圍內(nèi)很好的應(yīng)用VPD。同時(shí)，把“企業(yè)級(jí)”這個(gè)定義加以擴(kuò)展，包括一個(gè)公司的海外分支機(jī)構(gòu)、供應(yīng)鏈，甚至客戶，相互之間的協(xié)同和溝通，通過(guò)VPD成熟度的提升可以做得更好。現(xiàn)在，VPDMM正在成為評(píng)估和衡量應(yīng)用VPD成功程度的一個(gè)可接受、可操作的標(biāo)準(zhǔn)。

七、re如何制定和實(shí)施汽車解決方案

MSC基于VPD的汽車行業(yè)的整體解決方案涵蓋軟件工具和專業(yè)咨詢服務(wù)兩大方面的內(nèi)容。

為了讓軟件工具可以配合VPD在企業(yè)研發(fā)全過(guò)程得到更好的應(yīng)用，MSC整合并對(duì)原有的產(chǎn)品線進(jìn)行創(chuàng)新，通過(guò)Masterkey這一創(chuàng)新性的License模式，向汽車企業(yè)提供：、與CAD軟件無(wú)縫集成、專為設(shè)計(jì)人員使用的軟件產(chǎn)品——iger；供分析人員使用、集成了MSC核心產(chǎn)品的ice,包括：n, , , , e, ，5, 等等；用于構(gòu)建CAX平臺(tái)系統(tǒng)，進(jìn)行仿真數(shù)據(jù)管理、仿真流程管理，并且可以和PDM系統(tǒng)及TDM系統(tǒng)集成，用于形成汽車產(chǎn)品研發(fā)工程知識(shí)庫(kù)的ager。最重要的是，通過(guò)Masterkey應(yīng)用和釋放Token數(shù)的方式，使企業(yè)一次性可以購(gòu)買到幾乎MSC的全線產(chǎn)品，且通過(guò)靈活使用和釋放Token數(shù)，使客戶的投資回報(bào)率最大化。詳見(jiàn)圖三所示。

MSC深刻理解國(guó)內(nèi)汽車行業(yè)的需求，在提供基于VPD的產(chǎn)品的同時(shí)，憑借在汽車行業(yè)數(shù)十年和國(guó)外各大汽車廠商和研究機(jī)構(gòu)的通力合作所積累的豐富經(jīng)驗(yàn)和人力資源，為國(guó)內(nèi)客戶提供專業(yè)的工程咨詢服務(wù)。因?yàn)?/SPAN>MSC深信，只有軟件工具是不夠的，只有專業(yè)的，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的軟件工具也是不夠的。必須復(fù)合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的軟件工具及專業(yè)的工程咨詢服務(wù)才是快速提升客戶應(yīng)用和解決實(shí)際工程問(wèn)題，達(dá)到研發(fā)創(chuàng)新的必由之路。

（轉(zhuǎn)載）