机车车辆快速多方案验证系统（上）

   文 | 杨军永

配图 | 来源互联网

随着高铁技术的引进、消化吸收和创新，目前我国铁路机车车辆企业已经具备了一定的高速机车研发能力。但是，目前研发手段相对于国际发达企业还有一定差距，表现在以下几个方面：

1）创新能力不够：引进的技术虽然进行消化吸收和再创新，但是，对于整车设计过程中的详细机理理解仍然不够深入，大多是在国外现有的技术基础上进行仿造和改进，却很少在现有基础上敢于轻易尝试全新车型的设计；

2）市场响应速度有待提高：随着国内铁路的市场化运作，以及国外高铁建设的市场要求越来越高，高速机车市场化竞争异常激烈，快速响应市场需求成为当务之急。但是现有研发手段响应速度不够，在既定时间之内很难给出符合市场需求性价比较高的产品；

3）智力沉淀欠缺：人才优势是企业赖以生存的生命线，但是人才永远具有流动性，尤其随着市场机制的进一步放开，该问题显的尤为突出。如何将人才在职期间将优秀的智力资产进行保留对企业意义重大，对企业可持续发展具有战略意义；

4）成本控制：企业的经济效益是首位的，成本控制至关重要，这就需要设计和生产尽可能少的出现反复，将设计更改和定型尽量控制在设计前端，从而大大节约成本，为企业赢得效益。

鉴于上述几个方面的分析，结合国外先进企业（如NASA、西门子等）的成功研发经验，实现仿真驱动设计是研发型企业的必由之路，而机车车辆敏捷设计与验证系统正是基于此需要进行的研究并开发的解决方案。

美国最大的工程咨询公司ITI与美国航空发动机GEAE结合20年进行研发流程的改造和信息化的集成开发，沉淀出了以仿真驱动设计为主的研发设计流程，以及相应的敏捷设计与验证系统软件。仿真驱动设计流程及软件迅速在欧美等发达国家和企业推广开来，快速得到普及和应用。包括高速机车相关的企业，如西门子，早在若干年前就已经应用了该系统改进前期概念设计阶段。

而Co-Co敏捷设计与验证系统是由北京安怀信科技股份有限公司（以下简称“安怀信公司”）和美国相关合作公司共同开发，结合中国实际国情，为中国企业量身定制的快速多方案验证系统。目前为中国高端企业，如航空、航天等进行了大量的实施和应用，得到了广泛认可。而动车组整车敏捷设计与验证系统是北京安怀信公司专门为中国铁路机车车辆企业定制的应用多方案快速系统，目的是通过系统实施和应用，逐步能够和西门子等先进企业并肩看齐，减少差距。

Co-Co系统是安怀信公司为企业搭建“正向设计研发环境”的强大载体，通过与QFD需求收集和指标分解系统、快速参数化设计CAD系统、高精度仿真虚拟样机系统、DFX设计可达性系统的集成，Co-Co可以为企业搭建起完整的正向方案设计研发环境，实现自主快速创新设计可能，并积累相关数据和经验。

1）通过系统的实施和应用，提升企业的创新设计能力；

2）通过系统的实施和应用，提高研发的市场响应速度和质量，针对市场化的竞标和技术升级具有重要意义；

3）通过系统的实施和应用，沉淀企业的智力资产，减少因为人才流失带来的损失，保持企业旺盛的生命力；

4）通过系统的实施和应用，实现成本的有效控制，通过仿真驱动设计，将问题解决在设计的前端，减少设计生产反复，节约成本，提高企业效益。

1）加快产品设计速度：用户可基于模型库中的参数化模型，通过模块组合和设计参数变更快速生成产品设计模型，加快产品设计速度；

2）有助于方案选型：产品设计分为方案设计和详细设计两个阶段，方案设计阶段侧重于方案的快速生成，确定实现产品功能和性能所需要的设计参数，而三维参数化CAD模型库可以快速生成三维方案模型，有助于方案选型；

3）加快市场响应速度：对于快速投标项目，使用户快速生成设计方案，并快速对设计方案进行三维图形展示，占得投标先机；

4）提高有限元分析效率：用户可基于参数化模型库中的参数化模型，通过参数变更即可快速生成相应的有限元仿真分析前处理几何模型，并基于定义好的仿真分析流程模板快速生成包含求解设置和工况条件的有限元网格模型，极大提高有限元建模效率；

5）保证有限元仿真分析精度：CAE参数化模型库集成了企业内部仿真部门经过验证的的规范和经验，其保证不同分析工程师得到的仿真结果是一样的，保证了仿真分析的精度；

6）提高仿真部分在企业内部的地位：加快了仿真分析的效率和精度，提高了仿真部分在企业中的地位和作用；

7）有助于成本控制：企业的经济效益是首位的，成本控制至关重要，这就需要设计和生产尽可能少的出现反复，将设计更改和定型尽量控制在设计前端，从而大大节约成本，为企业赢得效益；

8）有助于提升企业创新设计能力：通过参数化模型库的建立，加快了产品设计速度和效率，企业将有更多的时间和精力去研究新的产品，进而逐步提升企业的创新设计能力。

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