智能研发的实现途径

       就传统的设计制造业务模式而言，从需求调研、竞品分析，市场调研等方面获取产品设计需求。然后再从概念设计到详细设计，并将详细设计方案转变成可制造的工艺流程和生产流程，最后完成产品的制造过程并对外销售。从过去产品全生命周期管理的角度来看这种流程没有什么问题，并且这种串行的研发制造流程也是目前制造企业的主流模式。

       但随着物联网、工业大数据、增材制造、增强现实等新兴技术不断的涌现并逐步走向成熟应用，这种流程就显得有些僵化和缺乏灵活性，无法对技术的更新换代和客户需求做出快速响应，而且也很难适应企业未来智能制造体系建设与发展的需求。

       所以企业要想进行智能制造转型，首先必须要从产品创新根源上做起，将串行研发流程转变为根据用户需求持续改进的闭环智能研发流程，感知用户需求并灵活做出调整，同时融入智能制造相关新兴使能技术，形成从用户到用户的产品研发循环。即在产品设计需求分析阶段就开始进行市场与用户相关数据分析，这其中包含用户直接参与基于自身喜好的产品定制过程，以及产品在使用过程中反馈相关运行数据来指导改善原设计方案的过程，形成一个往复循环持续优化的智能研发过程。

       该流程体现了设计历史上从为用户设计，到帮助用户设计，到用户为自己设计的转变。所以，智能研发必须建立在从设计信息、生产信息、用户使用及反馈信息的高度智能化集成基础上，从智能化的需求产生到基础设计数据获得的过程，从智能化的用户参与式设计到能够直接转变为生产信息并被执行。要想实现这些转变，智能研发必须要有以下几大要素的支撑才能得以实现：

建立统一的多学科协同研发平台

       平台除了可以管理各专业图纸、工艺和材料信息以外，还可以管理产品的功能、性能、质量、指标这些特性类数据及其生成过程，并能集成程序设计与管理、仿真、优化、创新、质量等工具，使研发体系可以快速高效地应用这些工具，从而进行差异性、高性能、高品质的产品智能研发。在这个基础上，再采用知识工程将企业研发过程中的知识积累下来，形成系列化产品开发的能力。

建立数字化样机 实现仿真驱动创新

       数字样机可以进行工艺性评估，包括加工方法、加工精度、刀路轨迹等，实现对样机的CAM仿真和基于三维数字样机的工艺规划。

另外，在基于数字化样机的基础上，企业还可以建立虚拟样机进行系统集成和仿真验证，可以通过仿真减少实物试验，降低研发成本，缩短研发周期，完成仿真驱动设计。同时还可以将仿真技术与试验管理结合起来，提高仿真结果的置信度。

       除此以外，为了保障产品的可靠性，还必须在产品设计的前期就充分考虑工艺规划、制造、装配、检验、销售、使用、维修到产品的报废等产品全生命周期过程中的各项工程要素。

采用标准化、模块化设计 

形成系列化产品开发能力

       企业如果没有做产品的标准化、模块化方面的工作，缺乏了基于用户需求的定制开发能力，就无法形成系列化的产品开发来满足客户对产品的多样化需求以及产品自身生态体系的建设，智能研发也就无从谈起。

MBD/MBE 

设计信息与生产信息高度集成

MBD打破了设计制造的壁垒，使设计、制造特征能够方便地被计算机和工程人员解读，有效地解决了设计/制造一体化的问题。

       在将MBD模型作为统一的“工程语言”后，就可以进一步推进MBE（基于模型的企业）的应用，使设计模型中包含的数据信息能在工艺、制造环节有效传递，只有这样才能够使生产制造包括后续的过程实现高度的自动化，使设计信息与生产信息完成高度集成，保障数字样机和物理样机中间各个环节的通路。

融合增材制造

与拓扑优化技术的创新设计

       区别于传统的经验式设计模式，经过拓扑优化的产品模型是在给定载荷、工况等约束条件下，满足性能要求的最优拓扑模型，而且具备轻量化的特点，是一种新型的设计方法。然而，拓扑优化技术只有在不考虑制造工艺约束时才具有更好的效果。因此，尽管工程师们通过拓扑优化方法设计出了结构独特、高性能的产品模型，但往往因为可制造性问题而舍弃掉产品在轻量化、高性能上的优势。

应用虚拟现实及

增强现实技术的设计评审

       虚拟现实和增强现实技术是衔接虚拟产品和真实产品实物之间的桥梁，通过应用虚拟现实和增强现实技术，在产品的初创阶段就能够对产品的设计方案和产品的相关属性信息进行直观的展示和体验，使整个设计评审过程更便捷和有效，同时能够更直观的发现设计过程中存在的问题。另外，在虚拟现实环境下，还能够进行逼真的产品虚拟使用和维修培训，以及为用户提供沉浸式体验，帮助用户提前感受企业智能产品的独特魅力。

建立基于云端的广域协同研发

       智能研发将会是基于云端与供应商、合作伙伴、客户进行协同研发，让所有人都能够参与到开放式的创新中来。 

基于物联网、大数据的

闭环产品研发

      有赖于物联网、云计算技术的发展，通过对产品上安装传感器，就可以基于物联网收集的产品运行数据，对产品进行性能、质量进行实时监控，工程技术人员将更加了解当前产品的软硬件运行状况。

       物联网创新应用，正从速度、广度上深刻影响着工业科技创新的方方面面。智能时代，工业正被不断重塑。 总体来说，实现智能研发是一个复杂而漫长的过程，上述的几大要素的实施也是一个非常复杂的系统工程。

       文章来源于涂彬、E-WORKS，制造业生态圈搜集，转载请说明出处。