四维一体，正向重构｜浅谈轮胎行业正向研发平台建设
▲四维一体，正向重构｜浅谈轮胎行业正向研发平台建设
轮胎作为汽车的重要零部件，是发展汽车产业的基础。作为汽车产业重要配套产业的轮胎行业，与我国经济发展息息相关。近年来，我国轮胎工业实现快速增长，自2006年以来稳居世界最大轮胎生产国和橡胶消费国，轮胎产量约占世界总产量的四分之一。随着中国交通运输、汽车机械等产业的不断发展，轮胎行业在国民经济中的地位有望继续提升。
随着我国汽车行业特别是电动汽车的发展，对轮胎的升级换代速度在不断加快。子午线、无内胎、扁平化、抗湿滑、低滚动阻力等高性能轮胎在轮胎中所占比例不断加大。轮胎行业对研发的重视和投入也在不断加大，中国的轮胎行业已开始从早先的逆向设计逐步向正向研发转型。
轮胎行业的正向研发体系建设主要分为两大业务板块的建设：配方研发板块和成品研发板块，涵盖从微观、介观到宏观的建模、仿真和试验体系。同时需建立完整的正向研发流程和管理模式来支撑整个体系。
轮胎行业正向研发体系建设的总体目标是围绕以下四个维度：
传统的逆向业务流程已不能支撑正向研发体系，需重构正向研发业务流程并构建统一的业务协同平台实现研发、制造、采购、财务等各业务板块之间的业务协同。
同时研发数据是产品生命周期的数据起点，应以研发数据为核心构建统一的数据管理平台实现研发、制造、采购、财务等各业务板块之间的数据互通。
配方正向设计体系分为4个等级，每个等级过程是循序渐进的建设过程，其中L1是目前中国大多数轮胎企业所处位置即配方逆向开发，L2配方经验设计目前头部企业在多年逆向开发基础上总结了一套自己的经验形成了一定的经验公式。L3智能设计是通过海量的设计数据、试验数据、生产数据通过数据科学的手段指导配方设计，L3是中国轮胎企业当下最有可能实现的。L4通过纳米级别的分子建模和仿真手段，真正了解配方开发的微观机理，目前全球只有几个头部轮胎企业应用在配方开发先进技术研究上。
结构正向设计体系也分为4个等级，其中L1是目前大多数国内轮胎企业所处等级位置，逆向流程是通过将市场上表现比较好的竞品轮胎作为标杆进行解剖分析，虽然在前期企业发展中有着较快的实现新产品交付的优势，但随着企业的发展不能长久支撑企业自主研发水平的支撑，因此随着企业研发的发展就需要归纳总结经验形成自己的产品设计体系，因此大部分中国轮胎的头部企业已进入L2阶段，首先将几何设计标准化并用参数表达。在L2建设的基础上实现L3，将常规FEA分析标准化实现设计仿真一体化，同时L3中融入产品设计经验来驱动产品设计。L4进入智能设计，结合设计、仿真、试验结果通过数据科学手段进行优化设计。
正向仿真体系建设有4大目标：
构建自主仿真能力，建立各学科的标准化流程、标准化网格、本构模型库、试验标定方法等。
在仿真标准基础上实现仿真自动化、设计仿真一体化。设计仿真一体化需在标准的参数化、标准的流程、标准的网格和本构模型库的基础上应用模型驱动网格生成，实现全参的自动化仿真。
实现结果驱动的仿真设计，需在上述基础上实现标准化之后才能实现，根据性能要求优化设计，驱动设计参数生成。
达到整个平台可持续迭代的目的。
智能研发平台是正向研发平台建设的终极目标，需要前期各业务板块实现标准化参数化之后通过大量的积累之后形成企业产品库，并建立设计需求体系，使得需求体系和设计体系、仿真体系关联最终实现智能设计。
针对轮胎行业正向研发建设目标，提出了轮胎行业正向研发平台的建设建议框图，以产品开发APQP为业务导向，使用项目管理模块拉通各业务板块的连接和协同，建立各业务板块的标准化数据模型，实现从需求、立项、配方设计、结构设计、工业化到制造的数据连续，各轮胎企业可以根据企业实际情况进行各模块的建设并最终打通所有模块。
针对以上框图，给出各大业务平台建设规划建议
基于模型的数据创建平台，从微观到介观到宏观的标准化、参数化的3D模型建模和仿真，实现V+R的数字孪生。
基于数字连续的数据管理平台，是对创建的数据之间的关联关系、生命周期进行管理管控。
基于模型驱动的协同平台，是以项目管理为核心的驱动企业业务协同的统一平台。
大数据平台，为各大业务平台提供数据分析和决策支撑。
近年来，中国轮胎企业都在进行正向研发转型，在正向研发转型过程中对数字化的建设是转型过程中重要的一个环节。纵观国内外轮胎企业的发展，国际上知名轮胎企业在技术积累、数字化手段上要明显高于国内轮胎企业水平，但国内轮胎企业最近几年在数字化建设中不断探索适合自己的业务模式而并不是一味的跟随和模仿国外轮胎企业，已形成了“中国特色”的企业管理模式，我们在不断的拉进与国外知名企业的距离。
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