1、2022-7-201复杂产品虚拟样机工程技术复杂产品虚拟样机工程技术研究与应用研究与应用北京仿真中心北京仿真中心2022-7-202内容z一、引言一、引言z二、复杂产品虚拟样机工程二、复杂产品虚拟样机工程z三、初步应用与实践三、初步应用与实践2022-7-203一、引言一、引言1 1、复杂产品、复杂产品2 2、“集成、协同制造集成、协同制造”的需求的需求3 3、复杂产品集成制造系统、复杂产品集成制造系统2022-7-2041.1.复杂产品复杂产品z是是这样一类产品这样一类产品：y客户需求复杂y系统组成复杂y产品技术复杂y制造过程复杂y试验维护复杂y项目管理复杂y工作环境复杂z典型复杂产品典型复
2、杂产品：y航天器、飞机、汽车、兵器、船舶、复杂机电产品等复杂产品复杂产品2022-7-205z基于复杂产品特点，现有的产品开发方法、技术基于复杂产品特点，现有的产品开发方法、技术手段与科研环境不能满足复杂产品研制的需求手段与科研环境不能满足复杂产品研制的需求,例如：例如：y复杂产品的复杂产品的设计设计x如多学科综合优化设计如多学科综合优化设计x如复杂指标、复杂环境下复杂产品的如复杂指标、复杂环境下复杂产品的立项论证与评估立项论证与评估y复杂产品的复杂产品的试验与验证试验与验证x如综合测试、试验如综合测试、试验y复杂产品的复杂产品的生产与工艺生产与工艺y复杂产品企业的复杂产品企业的经营管理经营管
3、理x如全生命周期质量如全生命周期质量;x如多项目、多目标条件下复杂产品科研如多项目、多目标条件下复杂产品科研项目的综合管理项目的综合管理y集成与协同集成与协同x各类企业间的设计、加工生产、管理系统集成优化与大协作各类企业间的设计、加工生产、管理系统集成优化与大协作技术等。技术等。2022-7-206 “集成、协同制造集成、协同制造”的需的需求求2121世纪制造企业面临的挑战：世纪制造企业面临的挑战：2022-7-2072121世纪制造业面临的新形势世纪制造业面临的新形势z知识知识-技术技术-产品的更新产品的更新周期周期越来越短；越来越短；z客户客户对产品性能、价格和质量的要求越对产品性能、价格
4、和质量的要求越来越高；来越高；产品产品T/Q/C/ST/Q/C/S竞争加剧；竞争加剧；z全球化全球化的的协同制造协同制造与与剧烈竞争剧烈竞争；z产品产品知识、技术含量知识、技术含量不断增高；不断增高；z实现实现绿色制造绿色制造的呼声越来越高等。的呼声越来越高等。z先进制造技术与应用先进制造技术与应用发展迅速。发展迅速。2022-7-208国外制造技术发展概况国外制造技术发展概况各国对制造技术的重视各国对制造技术的重视 亚洲：日本：日本：智能制造系统智能制造系统(IMS)(IMS)计划计划 韩国：韩国：高级先进技术国家计划（高级先进技术国家计划（G7G7计划）计划）网络化韩国网络化韩国2121世
5、纪世纪 中国：中国：国家国家863863计划计划CIMSCIMS主题主题欧洲：尤里卡计划尤里卡计划(EUREKA)(EUREKA)信息技术研究发展战略计划信息技术研究发展战略计划(ESPRIT)(ESPRIT)第四届框架研究计划第四届框架研究计划第五届框架研究计划第五届框架研究计划德国制造德国制造20002000计划计划美国：美国国家关键技术报告美国国家关键技术报告先进制造技术计划先进制造技术计划敏捷制造使能技术敏捷制造使能技术(TEAM)(TEAM)研究战略计划研究战略计划敏捷制造与制造技术计划敏捷制造与制造技术计划国家工业信息基础设施协议国家工业信息基础设施协议NIIIPNIIIP美国俄罗
6、斯虚拟企业网美国俄罗斯虚拟企业网(RA-VEN)(RA-VEN)2022-7-209 国外制造技术发展概况国外制造技术发展概况制造技术发展趋势制造技术发展趋势z（1 1）以信息化为核心以信息化为核心的的“集成化集成化、数字化、虚、数字化、虚拟化、网络化、智能化拟化、网络化、智能化”y产品信息化和数字化 y产品设计、生产、管理过程及其集成的信息化 信息集成、设计、生产、管理的过程集成、企业间信息集成、设计、生产、管理的过程集成、企业间集成集成、人、人/经营管理经营管理/技术的技术的集成集成数字化设计、生产与管理技术数字化设计、生产与管理技术虚拟现实与仿真技术应用虚拟现实与仿真技术应用基于各类网络
7、的协同设计、生产与管理技术基于各类网络的协同设计、生产与管理技术人工智能及其在制造中的应用人工智能及其在制造中的应用2022-7-2010国外制造技术发展概况国外制造技术发展概况制造技术发展趋势制造技术发展趋势z（2）高技术化）高技术化-例如例如y微加工成为常规性制造技术 y光制造技术（如光加工、光化学加工、光电加工）y生物加工和为生物技术提供仪器设备 y纳米制造技术y机械制造与化工制造融合 y微/宏尺度可控和复合表面工程技术2022-7-2011国外制造技术发展概况国外制造技术发展概况制造技术发展趋势制造技术发展趋势z（3）绿色制造）绿色制造-例如例如y再制造y无废弃物制造 y合理开采和利用
8、自然资源、从源头防止污染和破坏生态环境 y产品生命周期全过程活动的环保 y废旧产品的最大化合理利用。2022-7-2012z（4 4）极端制造技术将成为重要领域。）极端制造技术将成为重要领域。极端制造是指在极端条件下，制造极端尺极端制造是指在极端条件下，制造极端尺度或极高功能的器件和功能系统。度或极高功能的器件和功能系统。集中表现在微集中表现在微细制造、超精密制造、巨系统制造和强场制造细制造、超精密制造、巨系统制造和强场制造。以大型金属构件塑性成型制造能力为例，二以大型金属构件塑性成型制造能力为例，二战以后美、俄、法等国建造了一批战以后美、俄、法等国建造了一批4.54.5到到7.57.5万吨万
9、吨的巨型水压机，从而迅速提高了大型飞机制造能的巨型水压机，从而迅速提高了大型飞机制造能力和洲际运载能力。力和洲际运载能力。国外制造技术发展概况国外制造技术发展概况制造技术发展趋势制造技术发展趋势2022-7-2013我国一系列我国一系列“从制造大国向制造强国发展的计划从制造大国向制造强国发展的计划”x国家中长期科技发展规划国家中长期科技发展规划 制造业发展科技问题专题制造业发展科技问题专题 制造业信息化制造业信息化 战略高技术与高新技术产业化专题战略高技术与高新技术产业化专题 信息高技术及其应用信息高技术及其应用x国防科科技工业中长期发展规划国防科科技工业中长期发展规划 发展重点发展重点 军工
10、制造业数字化关键技术军工制造业数字化关键技术 先进试验测试技术先进试验测试技术 实施重大科技工程实施重大科技工程 军工制造数字化工程军工制造数字化工程 虚拟试验环境科技工程虚拟试验环境科技工程x“十五十五”、“十一五十一五”国家科技部国家科技部863 制造业信息化工程制造业信息化工程x总装总装“十五十五”、“十一五十一五”规划规划 先进制造先进制造 SBA支撑环境及其示范工程支撑环境及其示范工程 体系对抗仿真系统体系对抗仿真系统2022-7-20143.3.复杂产品集成制造系统复杂产品集成制造系统 以信息以信息（采集、传递、加工、处理、应用）（采集、传递、加工、处理、应用）技术为核心技术为核心
11、，将将信息信息技术、建模与仿真技术、现代管理技术、设计与生产技术、系统工技术、建模与仿真技术、现代管理技术、设计与生产技术、系统工程技术及产品有关的专业技术程技术及产品有关的专业技术综合运用于产品研制的全系统、全生综合运用于产品研制的全系统、全生命周期，命周期，通过实施企业（或集团）的通过实施企业（或集团）的产品设计产品设计/生产生产/管理管理/试验领域试验领域及其全企业集成的信息化及其全企业集成的信息化，使企业（或集团）产品，使企业（或集团）产品研制全系统、全研制全系统、全生命周期生命周期活动中的活动中的人人/组织、经营管理、技术组织、经营管理、技术（三要素）（三要素）及人流、信及人流、信息
12、流、物流、价值流、知识流息流、物流、价值流、知识流（五流）（五流）集成优化集成优化，进而改善企业，进而改善企业（或集团）（或集团）产品产品(P)(P)及其及其开发时间开发时间（T T）、）、质量质量（Q Q）、）、成本成本（C C）、）、服务服务（S S）、）、环境清洁环境清洁（E E）和）和知识含量知识含量（K K），提），提高企业（或集团）的高企业（或集团）的敏捷性、柔性及健壮性敏捷性、柔性及健壮性，以达到，以达到增强增强企业（或企业（或集团）的市场集团）的市场竞争能力竞争能力，为企业（或集团），为企业（或集团）实现跨越式发展实现跨越式发展作出重作出重要贡献的要贡献的目标目标。2022-7
13、-2015z必须指出，这里提到必须指出，这里提到的的“制造制造”是是“大制大制造造”，它包括产品它包括产品从从“需求分析定义到报需求分析定义到报废全生命周期的全部废全生命周期的全部活动活动”。概念设计详细设计 加工生产试验评估训练使用维护需求分析定义需求分析定义报废报废2022-7-2016复杂产品集成制造系统的技术体系复杂产品集成制造系统的技术体系复杂产品集成制造系统技术体系系统总体技术系统总体技术产品设计技术产品设计技术加工生产与装备技术加工生产与装备技术经营管理与决策系统技术经营管理与决策系统技术试验技术试验技术系统支撑环境技术系统支撑环境技术系统总体运营模式；系统集成方法论；系统集成技
14、术；标准化技术；企业建模和仿真技术及系统开发与实施等技术。网络、数据库、集成平台/框架，计算机辅助软件工程，PDM/PLM，计算机支持协同工作，人/机接口及“网格”支撑环境等技术。CAX/DFX技术；SBD；多学科虚拟样机设计；逆向工程；绿色设计；网络化设计；智能设计及面向大规模定制生产模式的设计等技术。数控机床；数控加工中心；工业机器人；FMC；FMS；VM；可重组机器/装备及RPM（快速成形制造）等技术。MIS；OA；MRP、SCM，CRM，ERP,DEM，项目管理、电子商务、质量管理等技术。单件例行试验；整机组件试验；系统综合/匹配试验；靶场合练/飞行试验技术在红色部分有新的内容2022
15、-7-2017它由项目主管企业、协作企业、供应商和客户等单它由项目主管企业、协作企业、供应商和客户等单个企业集成制造系统的集群组成个企业集成制造系统的集群组成集群集群“大系统大系统”EIMS EIMS 项目主管企业 协作企业 供应商 EIMS EIMS 客户 EIMS EIMS EIMS EIMS EIMS EIMS EIMS EIMS EIMS EIMS 2022-7-2018复杂产品集成制造系统（单个）由四复杂产品集成制造系统（单个）由四个应用分系统和一个支撑分系统组成：个应用分系统和一个支撑分系统组成：控制/总体CAX 机械领域 CAX/DFX 电子领域 CAX/DFX 软件领域 CAX
16、 生产信息 管理 设备故 障采集 与分析 作业运行 与监控 作业 计划 调度 整 机 组件试验 系统综合/匹配试验 靶场合练/飞行试验 资源 管理 项目 管理 质量 管理 供应链 管理 虚拟样机 设计分系统 生产自动化 分系统 经营决策 与管理 分系统 试验分系统 协同制造支撑分系统 单件例行试验 2022-7-2019复杂产品集成制造系统中值得关注复杂产品集成制造系统中值得关注的几项技术的几项技术1 1 系统总体运营模式系统总体运营模式2 2 复杂产品虚拟样机工程复杂产品虚拟样机工程3 3 集成制造系统的经营管理与决策技术集成制造系统的经营管理与决策技术4 4 虚拟试验技术虚拟试验技术5 5
17、 制造执行系统制造执行系统6 6 复杂产品集成质量管理技术复杂产品集成质量管理技术7 7 集成制造系统的集成技术集成制造系统的集成技术8 8 制造网格技术制造网格技术2022-7-2020二、复杂产品虚拟样机工程二、复杂产品虚拟样机工程2022-7-2021服务于产品研制全生命周期的服务于产品研制全生命周期的多学科虚拟技术多学科虚拟技术z多学科虚拟样机技术多学科虚拟样机技术是融合产品有关的专是融合产品有关的专业领域技术与建模业领域技术与建模/仿真技术、信息技术、仿真技术、信息技术、多媒体多媒体/虚拟现实技虚拟现实技术、人工智能技术、术、人工智能技术、系统技术、管理技术系统技术、管理技术等多学科
18、技术的等多学科技术的一门一门综合性技术综合性技术。虚拟设计虚拟设计2022-7-2022虚拟样机技术的应用已贯穿于虚拟样机技术的应用已贯穿于产品研制产品研制/SBA/SBA的全过程的全过程Environm entalM odelsRepositoryM issionDom ainProductDom ainProductionD om ainO&SDom ainProductM odelsRepository/Dom ainVirtual M ission Dom ainVirtual Product Dom ainVirtual Production Dom ainVirtual O&S D
19、om ainDom ainEnvironm entM odelsM odels,VV&A DataUpdated M odels,VV&A DataProductPrototypingProductionDom ainProductTechnicalDataPackageO&SDom ainProductUpdated M odels,VV&A DataUpdated M odels,VV&A DataS Si im mu ul la at ti io on n B Ba as se ed d A Ac cq qu ui is si it ti io on nT Tr ra ad di it
20、ti io on na al l A Ac cq qu ui is si it ti io on nD De em mo on ns st tr ra at ti io on n/V Va al li id da at ti io on nO O&S SC Co on nc ce ep pt t E Ex xp pl lo or ra at ti io on n/D De ef fi in ni it ti io on nD Di is sp po os sa al lM Mi is ss si io on n A Ar re ea a A An na al ly ys si is sM Mi
21、 is ss si io on n N Ne ee ed d S St ta at te em me en nt tE EM MD DP Pr ro od du uc ct ti io on n&D De ep pl lo oy ym me en nt tW WH HA AT TH HO OW WW WH HY YH HO OW WH HO OW WH HO OW WW WH HA AT TW WH HA AT TW WH HA AT TW WH HY YW WH HY YW WH HY YI It te er ra at ti iv ve e C Co on nc cu ur rr re e
22、n nt t I IP PP PD D P Pr ro oc ce es ss sG Go ov ve er rn nm me en nt t-I In nd du us st tr ry y P Pa ar rt tn ne er rs sh hi ip pI IP PT T O Or rg ga an ni iz za at ti io on n0 0I II II IV VI IV VI II II IM MI IL LE ES ST TO ON NE E11nRetirementMILESTONES2022-7-2023产品经典开发产品经典开发物理样机物理样机设计验证与测设计验证与测试
23、试控制设计师控制设计师机械设计师机械设计师概念概念设计设计设计设计返工返工2022-7-2024基于虚拟样机的开发基于虚拟样机的开发控制设计师控制设计师机械设计师机械设计师共享同共享同一模型一模型多学科虚拟多学科虚拟样机样机概念概念物理样机物理样机设计验证与测试设计验证与测试设计设计设计设计2022-7-2025 复杂产品的虚拟样机开复杂产品的虚拟样机开发发已涉及到产品全生命已涉及到产品全生命周期中相关的人员周期中相关的人员/组织、组织、管理和技术的集成与优管理和技术的集成与优化化，已成为一项复杂的已成为一项复杂的系统工程系统工程“复杂产品虚复杂产品虚拟样机工程拟样机工程”，它对传它对传统产品
24、开发方法、技术、统产品开发方法、技术、工具等方面的研究、开工具等方面的研究、开发与应用提出了一系列发与应用提出了一系列新的挑战。新的挑战。复杂产品复杂产品虚拟样机工程系统虚拟样机工程系统2022-7-2026复杂产品复杂产品虚拟样机工程系统（续）虚拟样机工程系统（续）工程设计工程设计技术技术建模建模/仿真仿真技术技术管理管理技术技术团队/组织 是三个要素有机集成与优化的系统是三个要素有机集成与优化的系统y团队/组织y技术y管理 是三类技术有机集成与优化的系统是三类技术有机集成与优化的系统y工程设计技术y建模/仿真技术y管理技术 2022-7-2027复杂产品复杂产品虚拟样机工程系统（续）虚拟样
25、机工程系统（续）需要需要“复杂产品虚拟样机工程系统的支撑环境复杂产品虚拟样机工程系统的支撑环境”y实现三个要素和三类技术有机集成与优化y支持复杂产品虚拟样机工程的协同开发 RequirementsEnvironmentAnalysisManufacturingLogisticsCost/RiskDesignPerformanceOperationsScalableAccessibleInteroperableExtensibleReusableSPM Environment Physical Param Analysis Data Process Scheduling Versions Req
26、uirements Geometry Performance Cost and Risk Manufacturing WorkflowManufacturingProcess ToolsCost/RiskToolsOperations ToolsPerformanceToolsM&SToolsDesignToolsEnvironment ToolsRequirements ToolsLogistics ToolsDPD2022-7-2028z针对复杂产品研制特点，从虚拟样机针对复杂产品研制特点，从虚拟样机工程的角度，工程的角度，已有的产品开发方法、已有的产品开发方法、技术手段与科研环境不能满足
27、型号研技术手段与科研环境不能满足型号研制的需求制的需求y复杂产品科研项目的综合管理y复杂产品的前期论证与后期评估y复杂产品多学科协同设计及其综合优化y复杂产品综合试验与验证y科研资源共享与协同2022-7-2029复杂产品虚拟样机工程整体解决方案复杂产品虚拟样机工程整体解决方案国家国家863863计划计划“航天重航天重大型号协同制造工程及大型号协同制造工程及复杂产品制造工具集的复杂产品制造工具集的研究与开发研究与开发”，“仿真仿真应用网格的研究与开发应用网格的研究与开发”总装总装“虚拟样机仿真支虚拟样机仿真支撑 平 台撑 平 台/环 境 技 术 研环 境 技 术 研究究”,“,“装备虚拟样机装
28、备虚拟样机仿真演示系统仿真演示系统”国防科工委国防科工委“数字样机数字样机建造与设计优化技术研建造与设计优化技术研究究”理论与方法上理论与方法上：建立复杂产品建立复杂产品虚拟样机工程虚拟样机工程的的概念及其技术体系概念及其技术体系应用背景应用背景航天航天XXXXXX航天重大工程航天重大工程XXXXXX先进分布仿真技术先进分布仿真技术VRVR技术技术虚拟样机技术虚拟样机技术集成平台集成平台/框架技术框架技术技术积累技术积累其它行业其它行业“船舶船舶CAPE”协同仿真环境研究等协同仿真环境研究等工具与平台上工具与平台上：开发一套复杂产品开发一套复杂产品虚拟样机工程虚拟样机工程支撑平台支撑平台/工具
29、集工具集标准与规范上标准与规范上：提出一系列提出一系列标准研究项目标准研究项目2022-7-2030复杂产品虚拟样机工程支撑平台复杂产品虚拟样机工程支撑平台/工具集（北京仿真中心）工具集（北京仿真中心）z四个四个计算机软件著作权计算机软件著作权y虚拟样机工程协同建模仿真平台系统Cosim-Platform y虚拟样机工程项目管理系统Cosim-Projecty虚拟样机工程模型库管理系统Cosim-VPLMy虚拟样机工程可视化环境系统Cosim-VE2022-7-2031复杂产品虚拟样机工程支撑平台复杂产品虚拟样机工程支撑平台COSIMCOSIM复杂复杂产品虚产品虚拟样机工程拟样机工程COSIM
30、-Platform/COSIM-COSIM-Platform/COSIM-PM/COSIM-VPLM/COSIM-PM/COSIM-VPLM/COSIM-VE/PDM/PLMVE/PDM/PLM平台平台/集成的集成的MDOMDO工具工具/多学科多学科CAX/DFXCAX/DFX工具集工具集产品全生命周期管理技术、项目管理技术、产品全生命周期管理技术、项目管理技术、多学科协同建模仿真技术、多学科设计优化技术多学科协同建模仿真技术、多学科设计优化技术、各学科领域、各学科领域CAX/DFXCAX/DFX技术、技术、M&SM&S技术、技术、ITIT技术技术复杂产品虚拟样机工程复杂产品虚拟样机工程COS
31、IM技术平台技术平台COSIM平台核心平台核心使能技术使能技术2022-7-2032（1 1）COSIMCOSIM是一个集成的软件套件，支持是一个集成的软件套件，支持复杂产品虚拟样机工程开发全生命周期复杂产品虚拟样机工程开发全生命周期2022-7-2033支撑平台与工具集2022-7-2034工具集的组织及其特点面向虚拟样机系统开发全过程面向虚拟样机系统开发全过程面向虚拟样机工程活动全内容面向虚拟样机工程活动全内容2022-7-20352022-7-2036（2 2）以）以项目项目管理（管理（COSIMCOSIMProjectProject）为）为核心，基于核心，基于COSIMCOSIMVPL
32、M/PLMVPLM/PLM，实现了复，实现了复杂产品虚拟样机杂产品虚拟样机工程工程开发全生命周期的管开发全生命周期的管理；理；2022-7-2037虚拟样机工程项目管理系统虚拟样机工程项目管理系统COSIMCOSIMProject Project z支持复杂仿真工程的全生命支持复杂仿真工程的全生命周期管理周期管理z支持仿真工程项目设计的相支持仿真工程项目设计的相关关资源的动静态管理资源的动静态管理和和项目项目进度、成本的计划、跟踪进度、成本的计划、跟踪。z提供提供资源均衡的优化算法资源均衡的优化算法z提供多约束条件（复杂资源）提供多约束条件（复杂资源）下项目进度优化算法下项目进度优化算法z基于
33、基于PetriPetri网的资源分配、流网的资源分配、流程设计及进度安排建模与仿程设计及进度安排建模与仿真优化真优化z与与PDM/PDM/工作流、质量管理系工作流、质量管理系统统QQQQ集成集成项目管理器2022-7-2038虚拟样机工程模型库管理系统虚拟样机工程模型库管理系统COSIMCOSIMVPLMVPLM z模型库管理系统支持支持按项目按项目/按多按多学科虚拟样机模型结构树学科虚拟样机模型结构树组织组织管理协同仿真项目全生命周期涉及的各类数据、模型、文档和工具等，是开发环境与运行环境的桥梁，支持对标准组件模型的管理和组装。y 基于基于PDM技术，基于技术，基于XML技术，技术，中间件技
34、术；中间件技术；y 面向服务的模型调度管理模式；面向服务的模型调度管理模式；y 支持全生命周期，从概念设计到支持全生命周期，从概念设计到详细设计实现；详细设计实现；y 面向多学科复杂仿真系统模型面向多学科复杂仿真系统模型模型库系统2022-7-2039活动的状态活动的状态未执行正在执行封锁结束任务的状态任务的状态空闲正在工作部分完成结束COSIMCOSIMProjectProjectCOSIMCOSIMVPLM/PDMVPLM/PDM2022-7-2040各专业学科模型：设计文件对应结果各仿真试验的相关模型：支撑研试文件物理样机产物理样机产品组成结构品组成结构虚拟样机模虚拟样机模型组成结构型组
35、成结构2022-7-2041（3 3）解决了多学科虚拟样机的快速构造）解决了多学科虚拟样机的快速构造和协同仿真和协同仿真COSIM2022-7-2042z 协同仿真平台协同仿真平台Cosim-PlatformCosim-Platformy一个人机界面良好的、面向多学科领域、符合MDA规范，支持高层体系结构HLA，具有通用性、开放性和可扩展性的建模、调试、运行、评估的一体化建模仿真环境。2022-7-2043Cosim-Platform高层建模集成开发环境高层建模集成开发环境 高层建模2022-7-2044Cosim-Platform运行支撑系统运行支撑系统 z 以模型为基础，实现非编译模式的仿
36、真应用系统的构建。y 动态载入动态载入COSIM仿真模仿真模型型y 模型间交互信息的自动模型间交互信息的自动连接连接y 仿真引擎动态行为信息仿真引擎动态行为信息自动配置自动配置y 中间件平台组件接口自中间件平台组件接口自动配置动配置运行支撑系统2022-7-2045Cosim-Platform仿真评估器仿真评估器z仿真数据采集 z离线在线评估 z评估报告自动生成z采用组件技术开发完成复杂评估模型的建模、集成、部署和运行，实现评估器的开放性、可定制性、可重用性以及灵活性；z与高层建模工具集成，完成对复杂评估模型的静态结构和动态行为建模；z与运行支撑环境集成，支持动态装卸载评估模型，为仿真评估提供
37、运行支撑。仿真评估器2022-7-2046可视化环境COSIMCOSIMVEVEz 外观浏览：显示仿真实体几何模型外观及模型结构树。z 三维场景：实时绘制三维场景，显示仿真实体在虚拟场景中的动态行为，快速构建基于HLA的视景仿真应用。产品外观可视化三维虚拟试验场二维态势显示2022-7-2047（4 4）支持基于并行工程的）支持基于并行工程的“V V”字型开发模式，字型开发模式，实现系统设计、验证与集成的叠代式开发；实现系统设计、验证与集成的叠代式开发；2022-7-2048Cosim-Platform概念模型推演器概念模型推演器 z 在模型的实现之前对系统的概念模型进行推演，确认模型在结构、
38、行为、交互方面的正确性；z Cosim概念模型推演器支持概念模型和“真实模型”的混合运行；z Cosim概念模型推演器促进了基于Cosim协同仿真平台“V”型开发模式。概念模型推演系统总体设计工具2022-7-2049（5 5）从数字化设计向数字）从数字化设计向数字化试验拓展；化试验拓展；y用于各类试验数据、用于各类试验数据、文档文档/文件的采集、集文件的采集、集中综合管理、数据分中综合管理、数据分析；包括析；包括x实验实验数据采集模块数据采集模块x实验实验数据管理模块数据管理模块x实验实验数据分析模块数据分析模块试验信息管理试验信息管理系统系统Cosim-TIMCosim-TIM试验信息管理
39、系统试验信息管理系统2022-7-2050三、初步应用与实践三、初步应用与实践2022-7-2051背景背景z“十一五十一五”期间，我部科研任务异常繁期间，我部科研任务异常繁重、科研形势异常紧迫重、科研形势异常紧迫,同时市场竞争同时市场竞争也愈加严酷。传统的也愈加严酷。传统的串行、孤立的研串行、孤立的研发模式发模式已不适应甚至严重阻碍了总体已不适应甚至严重阻碍了总体部的发展步伐。部的发展步伐。2022-7-2052业务特点业务特点z复杂产品对象：复杂产品对象：y系统复杂、技术难度大，涉及电子、光学、机械、力学等多学科，多专业的知系统复杂、技术难度大，涉及电子、光学、机械、力学等多学科，多专业的
40、知识交错，产品结构复杂，产品高度集成；识交错，产品结构复杂，产品高度集成；y多类型号并行、多种状态交替生产，批次及技术状态多，处于多型号、多批次多类型号并行、多种状态交替生产，批次及技术状态多，处于多型号、多批次状态共存的状态；状态共存的状态；z多学科专业多学科专业：y1919个专业大类，一百多个研究方向个专业大类，一百多个研究方向z组织管理：组织管理：y参与研制单位多，研制周期紧。配套研制单位地域分布广、研制关系复杂，型参与研制单位多，研制周期紧。配套研制单位地域分布广、研制关系复杂，型号研制涉及的单位较多，且分布在国内多个地区，研制配套和技术协调关系复号研制涉及的单位较多，且分布在国内多个
41、地区，研制配套和技术协调关系复杂；杂；y型号研制是个系统工程，按项目综合管理；型号研制是个系统工程，按项目综合管理；z积累与沉淀：积累与沉淀：y五十年来，积累了大量的不同类型、格式的文档资料，各类专业化自研和商品五十年来，积累了大量的不同类型、格式的文档资料，各类专业化自研和商品化的软硬件资源，大量的不同专业仿真分析模型，沉淀了一批有价值的试验数化的软硬件资源，大量的不同专业仿真分析模型，沉淀了一批有价值的试验数据据2022-7-2053z构建构建信息化基础平台，信息化基础平台，提高提高基础科研基础科研能力，能力，充分挖掘和利用充分挖掘和利用知识知识/资源整体资源整体优势，实现资源（文档、软件
42、、模型、优势，实现资源（文档、软件、模型、数据）数据）协同共享、重演重用协同共享、重演重用，完成总，完成总体部体部多学科专业特色知识体系的高度多学科专业特色知识体系的高度集成和并行、协同开发集成和并行、协同开发，增强我部自，增强我部自主创新能力，提高核心竞争力。主创新能力，提高核心竞争力。2022-7-2054系统研发平台系统研发平台 复杂产品复杂产品设计与试验验证平台设计与试验验证平台门户门户 Web Service/Grid PM/PDM/TDM/COSIM 网络/OA 资源库 计算 资源 存储资源 数据资源 信息安全 应用门户层应用门户层 面向专业核面向专业核心支撑层心支撑层 共用支撑层
43、共用支撑层 基础设施层基础设施层 面向面向复杂产品复杂产品研制研制试验体系的试验验试验体系的试验验证技术平台证技术平台 面向面向复杂产品复杂产品各学科各学科的虚拟设计与优化技的虚拟设计与优化技术平台术平台 面向体系研究、面向体系研究、复杂产复杂产品品论证与评估的综合集论证与评估的综合集成研讨厅成研讨厅 模型资源 公共服务公共服务平台平台 软件资源 标准/规范 数字化管理与集成共性数字化管理与集成共性支撑平台支撑平台 2022-7-2055z（1 1）基础设施建设上基础设施建设上y围绕高效、安全的科研办公需要，围绕高效、安全的科研办公需要，开展开展网络网络/OA/OA/信信息安全息安全/标准规范
44、标准规范等信息化基础设施等信息化基础设施建设与建设与完善。完善。复杂产品复杂产品设计与试验验证平台设计与试验验证平台门户门户 Web Service/Grid PM/PDM/TDM/COSIM 网络/OA 资源库 计算 资源 存储资源 数据资源 信息安全 应用门户层应用门户层 面向专业核面向专业核心支撑层心支撑层 共用支撑层共用支撑层 基础设施层基础设施层 面向面向复杂产品复杂产品研制研制试验体系的试验验试验体系的试验验证技术平台证技术平台 面向面向复杂产品复杂产品各学科各学科的虚拟设计与优化技的虚拟设计与优化技术平台术平台 面向体系研究、面向体系研究、复杂产复杂产品品论证与评估的综合集论证与
45、评估的综合集成研讨厅成研讨厅 模型资源 公共服务公共服务平台平台 软件资源 标准/规范 数字化管理与集成共性数字化管理与集成共性支撑平台支撑平台 2022-7-2056z（2 2）公共服务平台）公共服务平台建设上：建设上：y背景背景x给各科研人员提供给各科研人员提供一个一个统一、开放、安统一、开放、安全、高性能的软硬件全、高性能的软硬件资源应用环境资源应用环境。复杂产品复杂产品设计与试验验证平台设计与试验验证平台门户门户 Web Service/Grid PM/PDM/TDM/COSIM 网络/OA 资源库 计算 资源 存储资源 数据资源 信息安全 应用门户层应用门户层 面向专业核面向专业核心
46、支撑层心支撑层 共用支撑层共用支撑层 基础设施层基础设施层 面向面向复杂产品复杂产品研制研制试验体系的试验验试验体系的试验验证技术平台证技术平台 面向面向复杂产品复杂产品各学科各学科的虚拟设计与优化技的虚拟设计与优化技术平台术平台 面向体系研究、面向体系研究、复杂产复杂产品品论证与评估的综合集论证与评估的综合集成研讨厅成研讨厅 模型资源 公共服务公共服务平台平台 软件资源 标准/规范 数字化管理与集成共性数字化管理与集成共性支撑平台支撑平台 2022-7-2057整体方案架构整体方案架构z 资源网格资源网格z 三级冗余许可三级冗余许可证管理。证管理。z 并行文件系统。并行文件系统。z 资源中心
47、资源中心y计算资源计算资源y软件资源软件资源y储存资源储存资源2022-7-2058软硬件资源软硬件资源z万亿次计算能力：万亿次计算能力：HP98HP98节点节点384CPU384CPU（核）（核）的高性能集群、多台的高性能集群、多台16CPU/8CPU/6CUP16CPU/8CPU/6CUP小小型机型机z近近40T40T存储，存储，z大量的商品化软件大量的商品化软件：y FluentFluent（流场分析）（流场分析）y FASTRANFASTRAN（流场数（流场数值模拟）值模拟）y ABAQUSABAQUS（结构分析）（结构分析）y MathCADMathCAD、ProProE Ey Pa
48、tran/NastranPatran/Nastran（有限元计算前后（有限元计算前后处理器、求解器）处理器、求解器）y ANSYSANSYSy iSight iSight 等。等。2022-7-20592022-7-2060z 解决：解决：y各类可共享的各类可共享的软硬件资源的软硬件资源的下列问题。下列问题。x动态共享动态共享x统一管理统一管理x高效使用高效使用y支撑复杂产品支撑复杂产品的多学科协同的多学科协同设计与仿真。设计与仿真。二部信息中心二部信息中心2022-7-2061z（3 3）协同设协同设计与试验验证计与试验验证条件建设上：条件建设上：yPDM/COSIMPDM/COSIM/T/
49、TDMDM等设计仿等设计仿真 试 验 条 件真 试 验 条 件建 设 有 序 推建 设 有 序 推进，应 用 已进，应 用 已初 见 成 效，初 见 成 效，有 力 推 动 了有 力 推 动 了总 体总 体 部 研 发部 研 发上 水 平、上上 水 平、上层 次、上 规层 次、上 规模。模。复杂产品复杂产品设计与试验验证平台设计与试验验证平台门户门户 Web Service/Grid PM/PDM/TDM/COSIM 网络/OA 资源库 计算 资源 存储资源 数据资源 信息安全 应用门户层应用门户层 面向专业核面向专业核心支撑层心支撑层 共用支撑层共用支撑层 基础设施层基础设施层 面向面向复杂
50、产品复杂产品研制研制试验体系的试验验试验体系的试验验证技术平台证技术平台 面向面向复杂产品复杂产品各学科各学科的虚拟设计与优化技的虚拟设计与优化技术平台术平台 面向体系研究、面向体系研究、复杂产复杂产品品论证与评估的综合集论证与评估的综合集成研讨厅成研讨厅 模型资源 公共服务公共服务平台平台 软件资源 标准/规范 数字化管理与集成共性数字化管理与集成共性支撑平台支撑平台 2022-7-2062PDMPDM系统应用系统应用z 从图中可以看出：从图中可以看出：y系统自上线以来，系统访问量逐渐升高，现在保持在系统自上线以来，系统访问量逐渐升高，现在保持在180200左右。左右。y以每周为周期出现均衡
