智能制造企业数字化转型研发项目建设方案

数字化转型项目方案数字化转型项目方案______________________________________________________________________________________________________________________________________________ 数字化研发项目方案数字化研发项目方案

目录一、项目背景和目标 1二、业务现状 41. 总体应用现状 42. 各模块业务问题 42.1 设计 42.2 仿真 62.3 制造 62.4 服务 72.5 管理 8三、业务需求及预期效果 91. 总体业务需求 92. 各模块业务需求 112.1 设计 112.2 仿真 152.3 制造 172.4 服务 182.5 管理 19四、技术方案建议 201. 未来应用功能框架 202. 与其他系统接口关系 223. 未来系统硬件架构 224. 模块清单和简要描述 234.1 数字化设计 234.2 数字化仿真 484.3 数字化制造 654.4 数字化服务 854.5 数字化管理 97五、实施方案 1391. 项目实施计划 1392. 第一期实施范围说明 1403. 项目实施组织 1404. 项目交付件清单 142 通用规范列表 143 基于铁建业务的操作规范列表 144一、项目背景和目标在市场经济的完全竞争环境下，产品生命周期越来越短，产品品种越来越多，批量越来越小，需要满足的法规越来越严苛，客户对产品品质和用户体验的要求不断提升，因此，企业要保持竞争力，必须实现数字化转型，对生产设备、生产线、生产车间，乃至整个企业进行数字化、智能化改造。物联网、移动应用、云计算、增材制造、人工智能等新兴技术的兴起，对制造企业改善运营带来了新的机会。因此，以美国为代表的发达国家的领军制造企业，非常清晰地将推进智能制造作为一种保持和提升竞争力的手段。随着中国政府实施制造强国战略第一个十年的行动纲领“中国制造2025”的提出，国内各制造企业纷纷制定了企业的数字化、智能化改型的战略计划，并且启动了一批制造业转型升级的项目，力争在新的竞争环境占有一席之地并提升企业竞争力。作为国内领先的地下装备和轨道设备专业化大型企业，始终瞄准“世界一流、国内领先”的目标，在国内外新竞争环境和新机遇的背景下，于2017年初制订了“两型三化九力”的企业发展战略，把企业的竞争力提升到新的层次。 “两型三化九力”的发展战略的三化之一是“数字化”，对企业数字化转型的提出了明确要求。本项目即集团数字化转型项目的子项目，本项目的目标是以建设产品全生命周期管理平台为手段和途径，打通设计、工艺、制造及交付服务的全生命周期的数字线，同时提升企业内部的设计、制造及服务的技术能力，以此提升企业支撑客户全价值链的能力，夯实企业的核心竞争力：产品+服务。产品生命链对客户价值链的全面支撑 以企业运营数字化支撑企业核心竞争力提升二、业务现状总体应用现状待补充各模块业务问题设计，对于三维设计，目前面临着如下问题：已经在着手整理标准件、通用件、外购件等模型，但是并不清楚每种模型应该采用的建模方法、需要包含哪些属性，以及在Windchill如何存放；针对以上基础模型，采用目前Windchill的默认的功能进行查找、装配非常繁琐，效率比较低；目前仅有局部设计师对个别部件采用了TOP-DOWN的设计方式，但是目前其他分系统或者并没有从整机方面考虑设计方式，而且并没有很好地区分哪些分系统应该采用TOP-DOWN设计，哪些分系统应该采用模块化的设计方式；同时因为没有从整机方面考虑，所以基于整机项目的协同设计时，针对于协同设计平台的权限、整机与分系统、分系统设计师之间并没有形成沟通模式；在对个别分系统采用TOP-DOWN方式进行设计时，目前的设计效率比较低，同时对于需要模块化设计的部件，并没有规划好模型的存储方式；已经积累了很丰富的设计经验，但是没有通过某些成熟模块的组装，实现产品的快速生成，即没有形成平台化/模块化的设计；目前的设计方式是边设计、边生产、边施工，所以在整机装配完成之前，会牵扯到很多次的变更，而且在多次的更改之后，很难验证整机装配中各个分系统模型之间是否干涉；或者其中两个分系统的接口信息更新不同步，发现装配问题后重新变更，耽误产品上市周期；在方案设计阶段，无法快速的生成方案的模型，以便于方案的评审以及投标方案的准备，只能通过二维图的方式快速展示方案；液压、电气分系统并没有实现全三维布线布管，只能在现场装配过程中，装配工人根据实际状况进行实地测量、找空间装配，在设计期间并没有有效的验证装配路径、空间、干涉以及可装配性；目前并没有实现通过Creo进行三维转二维图出图，保证三维与二维图的全相关，并且在进行变更时，只变更二维图，导致三维模型并不是最终状态，因此对于已经创建的三维模型，无法有效的重复使用，提高设计效率；目前在设计过程中，用到的计算都是通过已有的excel进行计算，设计师只能得到计算结果，而并不清楚具体的计算过程或公式，同时随着技术的发展和人员的更迭，更新excel中原有的计算公式会变得非常困难；目前的基于Creo的三维及二维图纸并没有在Windchill系统中进行存储、管理和流程；虽然前期进行了Creo的基础培训，但是不系统和完善，很多设计师对于Creo的操作并不熟练，还是比较习惯于用二维图进行设计，即目前的设计师水平也参差不齐，设计模型的质量千差万别，模型不符合公司标准；目前每年都会有招聘新员工，新员工的学习方式还是采用传统的传帮带的方式，效率比较低，学习不完善；仿真仿真目前用在零部件级别，而实际工程问题涉及到系统级别目前只进行零部件的静强度分析，振动、疲劳、机构运动等问题需解决前沿研究（例：泥浆携沙等）缺乏有效工具工程问题复杂，存在多学科交叉与耦合，以及多维度仿真需求跨部门、跨学科数据交互存在困难，无法实现有效的数据和知识管理制造典型的工艺制造模式,工艺部门以设计图纸信息为依据,利用CAPP及工艺图表达产品制造的步骤,制造部门使用卡片指导生产.数控制造设备以专门的软件进行数控编程进行生产,大部分的数控生产以手工编程为主.目前的工艺模式让工艺数据和设计数据断流,无法有效地直接利用设计数据开展工作,降低了数据的价值;工艺数据离散在不同的环境中,让生产数据缺乏有机的关联管理,难以高效的进行追溯跟踪,当产品频繁更改时,信息的传递效率低,工艺的响应无法及时跟进,导致工艺任务繁重.工艺信息的表达依据于capp和工艺附图,操作人员需要熟悉产品或者有一定的产品基础才能够正确地执行指令,即使操作人员具备条件,有时候也需要工艺进行现场指导,这浪费了大量的工艺时间.工艺生产中具备大量的工装工具重用,目前缺乏有效的系统进行管理,让这些资源流动起来.以至于需要工艺在准备中消耗大量的时间进行这些辅助对象的查询管理.服务的主要产品掘进机需要到客户现场调试组装,在使用过程中有大量的维修、维护和备件更换需求，所以铁建有着迫切的服务能力提升需求。但是目前在尚未建立一套有效的售后服务体系和技术支撑系统，售后和研发交叉严重，服务难以标准化、规范化，具体表现有：设计人员被频繁派遣外出服务，打乱设计进度零件图册从下发生产的CAD图纸而来，不足以支持售后的备件识别、采购服务技术资料不被重视，设计人员不愿花时间认真写。派遣服务人员管理协调为主，无系统传接数据，准确性和时效性难以保证备件清单不清晰,不能指导下单备件满足率不高管理以文档方式管理需求管理，无法适应未来业务、研发需求的变更管理的灵活性要求，同时，会使得随着企业业务的不断递增而日益突出的产品线管理变得更加棘手；项目管理主要靠会议汇报、线下Excel统计的方式管理，属于较粗放的管理模式，没有可跟踪和可控制的项目策划及监控，无统一项目管理系统；针对测试及调试，目前无规范性、系统化的系统支持；产品的质量管理及问题管理无系统支撑；产品的质量问题解决过程无系统支撑，无法做到知识积累和问题追踪；无问题库，多数问题的解决过程都是后台操作，从而使问题从发现到解决的过程被隐藏或记录丢失；当前软件主要是外包设计，未来有可能自己开发，针对外包开发，缺乏有效的管理；当前业务主要在国内，未来将向全球化发展。三、业务需求及预期效果总体业务需求基于“两型三化九力”对企业数字化的要求，以建设产品全生命周期管理平台为手段和途径，打通设计、工艺、制造及交付服务的全生命周期的数字线，实现数字化设计、数字化仿真、数字化制造、数字化服务及数字化管理，未来以此为基础实现智慧化管理，具体实现以下模块的建设。其中三维通用模型库、TOP-DOWN协同设计、参数化/模块化设计、机电液一体化、MBD三维标注、三维工艺设计管理、产品运营监控看板、仿真分析、电子手册管理、现场服务管理、问题管理等是首要的建设需求。最终建设打造一体化的全生命周期数据管理平台。并实现与企业其他系统的集成包括OA、CRM、HRS、SRM、ERP及MES等。各模块业务需求设计基于第二章节了解到现状及问题，设计部门提出如下的业务需求：创建三维通用模型仓库：在Windchill创建相应的存储库及文件夹，分别存储不同类型的通用模型，例如标准件、通用件、外购件等等；对于存储库及文件夹针对所有人员赋予相应的权限，便于各角色人员进行查看、使用；定义模型入库流程，便于现有模型和后续新建模型的管理及使用；根据现状及未来的方案，定义各类模型的创建流程：创建者、创建方法和定义所需属性；基于Windchill和Creo进行二次开发，实现基于Creo快速搜索，找到符合条件模型时，能够快速装配；实现整机完整全三维TOP-DOWN设计：从整机考虑，对各个一级部件进行考虑，定义符合实际产品研发流程的整机级的TOP-DOWN设计方法；定义整机级的总布置与分系统、分系统与分系统之间的TOP-DOWN协同设计模式；基于整机级TOP-DOWN设计，定义各部件的基于Windchill的存放、角色以及权限的划分；平台化/模块化设计：基于现有产品及各分系统的特点以及10年研发经验的积累，铁建已经划分各个模块；基于已经划分的模块，定义各模块的创建方法、接口骨架及接口文档的创建；定义各模块的存储、角色及权限，以及定义各模块选装选配的方式，形成基于Windchill超级BOM（平台化）的选装选配，同时生成对应的超级三维装配；实现基于Windchill的超级BOM（平台化）选装选配的功能，生成单机实例BOM；同时生成对应的单机实例的三维模型。参数化/模板化设计：基于整机TOP-DOWN和平台化/模块化设计方法的前提，划分各个模块的特点，基于不同特点的类型的模块，通过TOP-DOWN、模块化及参数化的方式创建各个模块的模板；定义各个模板基于Windchill的存储、各角色及权限、查找方式；基于Windchill进行页面开发，实现通过页面输入参数，选择已有的模块或者快速生成相应模块的新模型；此种方式也能够快速生成方案所需模型，便于方案评审以及应标。机电液一体化设计：实现结构、管道、电气一体化设计，实现整机全三维设计；针对管道，利用TOP-DOWN设计方法进行设计，实现总布置、结构与管道的关联；针对电气，利用TOP-DOWN设计方法进行设计，实现从E-PLAN中导出电气逻辑信息，驱动Creo的三维电缆设计，实现电缆的半自动及自动的设计方式；在设计阶段，即实现提前评估装配空间、可装配性，同时实现整机的干涉检查；建立机电液一体化设计的协同设计模型，规划基于Windchill的存储、角色及相应的权限；三维二维一体化设计：实现整机全三维设计以后，通过Creo进行三维转二维图的全相关，保证三维和二维图的强关联；在进行变更时，同时变更相应的三维和二维图，同时保证了三维和二维图的有效性；工程计算知识管理：基于Windchill进行开发，针对需要计算的内容，实现基于页面的计算；实现计算公式或过程的可视化，便于相关设计师了解计算过程或公式；实现计算内容的可配置和扩展功能。MBD三维标注：基于现有的产品标注的模式，定义MBD三维标注的标准标准；基于现有的三维标注标准，基于Creo进行二次开发三维标注工具，按照不同制造类型的模型，进行MBD三维标注；针对三维标注的模型，实现基于Windchill的存储、管理、签审，实现无纸化的设计。设计导航基于Windchill进行开发，把之前的各资深设计工程师的设计经验、设计规范等纳入到该系统，在每个设计阶段，定义研发流程的输入/输出/指导；实现基于研发阶段及流程的设计导航，通过流程驱动设计，以实现研发的自动化；该设计导航，同时集成开发的工程计算知识管理、模板化快速设计系统，实现模板、文档、模型库的集中管理；建立E-Learning电子学习平台：E-Learning中存储有Creo、Windchill产品的OOTB功能的课程，所有设计师可以随时进行课程的学习，弥补软件应用层面的不足；可以录制项目过程中客制化方案的音频，并存储到该平台中，所有设计师可以随时进行学习，弥补基于铁建产品知识层面的软件应用的不足；可以按照角色进行定义学习课程，便于各角色人员学习与自己相关内容；可以定义考试题，存储在该平台中，实现定期或者不定期考试，以便实现对相应角色人员的考核。仿真结构、疲劳仿真静力学分析、运动分析（并联机构，验证油缸伸缩量与夹角关系)隧道泥浆流体力学仿真耦合场仿真研究：结构、流体、液压控制等多学科交叉及耦合仿真系统级仿真：进行系统级建模和仿真，考虑各种运动约束和部件间相互作用力五维仿真需求仿真分析流程化管理及仿真数据管理编号软件系统名称说明解决的问题1仿真数据管理平台专用于仿真数据和流程管理，可嵌入到PTC平台中。打通与前端CAD的数据通道，管理整个仿真流程和数据。通过定制开发一系列专业分析模块，规范软件应用，提高研发效率。2ANSYSMechanicalEnterprise高级机械结构、热、疲劳仿真分析软件盾构机结构的静态强度、刚度分析盾构机结构的非线性强度分析盾构机结构的动力学分析机械疲劳及热应力分析3ANSYSCFD通用流体动力学仿真分析软件盾构机内部流体的流场分析盾构机内部环流系统和冲刷系统的仿真分析4nCodeDesignlift专业疲劳强度分析模块计算盾构机结构疲劳5RockyDEM颗粒动力学分析软件泥浆输运能力分析制造建立以三维数据为基础的数字化工艺设计管理体系,实现设计工艺一体化,让三维数据无缝从设计向工艺,生产制造指导流转使用;建立三维数字化工艺环境,工艺指导三维化为核心,现场指导三维化、AR/VR化,提升工艺数字化信息的发布效率和质量;规范化管理工艺设计资源,实现参数化,系列化工装夹具的设计管理;服务未来将向服务型企业转型作为企业的发展战略，希望通过服务为企业未来创造新的利润和业务模式。在总体转型工作中，服务转型将从“以产品为核心构建装备全生命周期服务信息系统”和“智能互联服务”两个方面实现主动、高效、高客户满意度和高利润回报的服务新模式。以产品为核心构建装备全生命周期服务信息系统的主要需求和预期效果包括：建立高效的售后服务手册编制和发布平台，设计人员依据设计和制造信息创建服务手册、传递服务技能，减少设计人员去现场服务的时间提供正确、易用的零件图解目录，采用三维和AR等新的技术手段，指导现场维修和备件采购优化备件库存，提高备件计划能力。在保证维修现场备件满足率的同时，控制备件库存，减少备件占用资金现场服务人员通过系统高效管理和派遣智能互联服务的主要需求和预期效果包括：通过与智能设备传感器的连接，实现装备的远程监控与记载软件管理。通过大数据和机器学习，提前预测设备故障通过知识库，自动分析远程设备故障，提出解决方案管理结合企业“两型三化九力”的发展战略及业务应用现状，对跨专业、跨部门的通用业务过程及管理过程，期望在以下几方面进行规划和建设。需求管理：将以结构化、可追溯的需求管理平台代替文档方式进行的需求管理，提高工作效率、避免需求的遗漏，支持未来客户需求变更管理和产品线管理的灵活性；项目管理：以PLM研发平台为基础建立统一的研发项目管理系统，规范化项目管理过程，使项目过程更透明化、更可预测和可控；测试及调试管理：建立测试及调试的管理系统，规范化测试及调试过程，使测试及调试过程可记录、可追踪，并且可与需求及产品结构相结合，提升测试及调试的完整性和质量；质量管理：产品质量的问题管理无系统支撑；产品质量的问题解决过程无系统支撑，无法做知识积累和问题追踪；分阶段建立和完善企业级问题库解决支撑平台，改善目前问题存在的后台操作、问题被隐藏或记录丢失问题；分阶段建立和完善外包管理平台；分阶段建立和完善全球化开发协作平台。

四、技术方案建议未来应用功能框架 未来系统的整体框架分为两个平台，这两个平台分别为：产品全生命周期数据管理平台本平台以Windchill11.0为基础，配置相关的模块支持产品全生命周期的数据管理及服务生命周期管理，逻辑上分为两层的业务支持：数字化应用层：建设数字化研发、数字化制造、数字化服务的各专业化模块应用。如三位产品设计、专业仿真、三维工艺设计等。数字化管理层：建设产品研发跨专业的通用业务的应用或其他管理类应用。如质量管理、项目管理、问题管理、合规管理等。工业大数据平台工业大数据平台负责连接企业的各种应用资源及硬件设备资源，甚至物联的产品资源，其中产品全生命周期数据管理平台作为企业的核心应用资源也基于工业大数据平台与其他应用进行互联。数据接入层：以Thingworx平台为核心负责实现研发资源、制造资源及服务资源的数据接入和联通，并可以进一步实现数据的分类、存储、分析、挖掘及机器学习一支持上层应用的消费和展现，实现智慧化管理的相关应用的建设。智慧化管理层：智慧化管理应用层，这一层实现支持企业管理和决策的应用程序，这些应用程序以工业大数据平台的数据为输入，利用企业数据的机器学习等实现对企业管理和决策的支持。与其他系统接口关系未来以产品全生命周期数据管理平台及工业大数据平台为核心，将实现与企业其他系统的集成。与ERP，MES集成，传递零部件、BOM、变更、作业指导等内容。与CRM集成，传递订单、产品配置信息、问题报告等内容。与HRM、OA系统集成，传递流程信息、用户账号、组织信息及文档等内容。未来系统硬件架构待补充模块清单和简要描述数字化设计三维通用模型仓库业务价值规范标准件等通用模型的建模方法、建模流程，实现三维通用模型建模的标准化、规范化；规范通用模型存储及权限，实现通过模型的管理的标准化、规范化；避免同一件由不同人员采用不同设计方法创建，规范化、标准化的同时，提高设计及使用效率；基于Creo与Windchill进行二次开发，实现模型的快速检索和调用，提高设计及使用效率解决方案创建相应的存储库及文件夹，分别存储不同类型的通用模型，例如标准件、通用件、外购件等等；对于存储库及文件夹针对所有人员赋予相应的权限，便于各角色人员进行查看、使用；定义模型入库流程，便于现有模型和后续新建模型的管理及使用；根据现状及未来的方案，定义各类模型的创建流程：创建者、创建方法和定义所需属性；基于Windchill和Creo进行二次开发，实现基于Creo快速搜索，找到符合条件模型时，能够快速装配；模型自动检查业务价值通过模型数据检查功能，保证三维模型以及二维图设计质量和准确性，提前模型可制造性的检查提高模数据的标准化与规范化；提高模型的重用性、可借用性，提高其他产品的设计效率。解决方案基于Creo的模型检查功能，定义模型零件、装配以及二维图检查项；在检查完成以后，会将所有检查项中不符合要求的显示在页面中，提示设计师可以基于检查项进行检查；同时管理员可以根据按日期分析错误及警告的比较图表、或者按出现错误及警告的频次作比较图表，针对常见问题，可以进行分析并对全员进行培训，避免出现相同的问题。TOP-DOWN协同设计业务价值符合产品研发的流程，正常我们在产品研发的过程中，首先确定整机设计条件，由总布置设计师分发设计条件到各个分系统设计师，实现设计条件从总布置向分系统的传递，而TOP-DOWN的设计方法符合产品的研发流程；通过TOP-DOWN的设计方法，可以有效的解决复杂产品的设计，TOP-DOWN的设计方法极大的减少了设计装配的工作量；原有的BOTTOM-UP的方式，零件建模完成以后，通知上级设计师进行装配，对于有一万多个零件的总装配来说，极大的增加了装配的工作量，设计师的时间用在了简单的装配操作上，而没有有效的用在产品预研以及试验等有意义的工作中；TOP-DOWN的设计方式提高了设计的准确性和修改的方便性，TOP-DOWN的设计方法，对于分系统的接口采用统一的骨架接口定义，在进行方案变更或修改时，只需要修改一次，即可实现接口部件的同时修改，避免遗漏，因此设计修改更加准确、修改更加方便；TOP-DOWN设计方法，实现变形产品的快速设计，可以通过对参数的修改以及骨架模型之间的关联性，可以实现快速的变形产品设计，而传统的BOTTOM-UP的设计方法，需要每个零件逐一变形修改，增加了模型的修改的工作量、一致性及难度。解决方案从整机考虑，对各个一级部件进行考虑，定义符合实际产品研发流程的整机级的TOP-DOWN设计方法；定义整机级的总布置与分系统、分系统与分系统之间的TOP-DOWN协同设计模式；基于整机级TOP-DOWN设计，定义各部件的基于Windchill的存放、角色以及权限的划分；工程计算知识管理业务价值通过基于Windchill进行开发，便于对计算内容的可配置和扩展，同时设计师能够了解计算过程。解决方案基于Windchill进行开发，针对需要计算的内容，实现基于页面的计算；实现计算公式或过程的可视化，便于相关设计师了解计算过程或公式；同时我们可以创建相应的计算说明书；参数化/模板化设计业务价值基于现有的TOP-DOWN与模块化的设计方法，通过参数化的方法对模块化的部件进行建模，形成参数化的模板，能够通过输入参数的方式，以模板为基础快速生成模型，极大的提高设计效率；同时基于模板化的方式生成模型，模型标准化、规范化，极大的提高了模型设计的质量，便于设计师之间的数据交流、工作交接；此种方式也能够快速生成方案所需模型，便于方案评审以及应标。解决方案基于整机TOP-DOWN和平台化/模块化设计方法的前提，划分各个模块的特点，基于不同特点的类型的模块，通过TOP-DOWN、模块化及参数化的方式创建各个模块的模板；定义各个模板基于Windchill的存储、各角色及权限、查找方式；基于Windchill进行页面开发，实现通过页面输入参数，选择已有的模块或者快速生成相应模块的新模型；平台化/模块化设计业务价值利用产品模块化的部件的快速组合，实现产品的快速设计以及订单的响应，提高产品的设计效率，同时增加了产品的多样性；使用既有的模块进行组装，无需重新设计、打样、试验，提高了市场的响应速度和客户的满意度，同时极大的降低了成本。解决方案基于现有产品及各分系统的特点以及10年研发经验的积累，针对产品根据各模块的功能划分各个模块；基于已经划分的模块，定义各模块的创建方法、接口骨架及接口文档的创建及管理方法；定义各模块的存储、角色及权限，以及定义各模块选装选配的方式，形成基于Windchill超级BOM（平台化）的选装选配，同时生成对应的超级三维装配；实现基于Windchill的超级BOM（平台化）选装选配的功能，生成单机实例BOM；同时生成对应的单机实例的三维模型。通过模块之间的组合，快速生成所需的产品。机电液一体化设计业务价值实现结构、管道、电气一体化设计，建立机电液一体化的协同设计模式，实现整机全三维设计，为后续所有产品的全三维设计打下坚实的基础；实现在设计阶段进行验证，从整体上缩短产品上市周期；解决方案针对管道，利用TOP-DOWN设计方法进行设计，实现总布置、结构与管道的关联；针对电气，利用TOP-DOWN设计方法进行设计，实现从E-PLAN中导出电气逻辑信息，驱动Creo的三维电缆设计，实现电缆的半自动及自动的设计方式，同时直接生成电缆制造展平图，以指导现场生产制造；针对在设计阶段，即实现提前评估装配空间、可装配性，同时实现整机的干涉检查；建立机电液一体化设计的协同设计模型，规划基于Windchill的存储、角色及相应的权限；三维二维一体化设计业务价值实现整机全三维设计以后，通过Creo进行三维转二维图的全相关，保证三维和二维图的强关联；在进行修改或者变更时，同时变更相应的三维和二维图，同时保证了三维和二维图的有效性，避免现有的方式（只修改二维图不修改三维模型），同时控制了三维模型的状态，便于其他产品的针对历史数据的借用，提高设计效率。解决方案首先通过访谈，与研发、标准化针对于图面标注标准达成一致意见，形成二维图标注标准；通过Creo的二维图的功能以及基于Creo开发的智能标注工具，进行二维图的标注，并对其进行签审（Creo的三维与二维图），以控制其生命周期状态，便于后续的借用。MBD三维标注业务价值以三维模型为最终交付物，交付给其他各个部门，如：工艺、加工等，而无需再出二维图，则设计师只需要维护三维模型的准确性即可，减少设计师的工作量；通过三维标注，传递重要信息，可以提升跨部门的沟通效率；提升设计师的设计效率，提升工艺设计效率，缩短产品上市周期；解决方案基于现有的产品标注的模式，定义MBD三维标注的标准标准；基于现有的三维标注标准，基于Creo进行二次开发三维标注工具，按照不同制造类型的模型，进行MBD三维标注；针对三维标注的模型，实现基于Windchill的存储、管理、签审，实现无纸化的设计。电子学习平台业务价值建立铁建的电子学习平台，保证所有设计师可以随时进行Creo、Windchill产品的OOTB功能的课程，弥补软件应用层面的不足；录制客制化方案的音频，并存储到该平台中，所有设计师可以随时进行学习，弥补基于铁建产品知识层面的软件应用的不足；按照角色进行定义学习课程，便于各角色人员学习与自己相关内容；定义考试题，存储在该平台中，实现定期或者不定期考试，以便实现对相应角色人员的考核。解决方案在铁建本地建立电子学习平台数字化映射业务价值协助铁建实时、深入的洞察产品的性能和状态；为铁建销售和市场部门提供直观和动态的产品展示；提供清晰、直观、有效的远程现场服务指导，减少错误发生；实现物理样机到产品设计的实时数据验证；关键要求支持在CAD中定义虚拟传感器支持由实体传感器到虚拟传感器的关联支持实体产品与虚拟样机的虚拟可视化的实时联动显示支持实体产品性能数据由实体传感器收集后，实时显示在数字样机中支持无代码UI支持导入3DCAD支持集成主流IoT平台支持发布到云支持自定义独特的标记ThingMark解决方案特定实体产品由物理到虚拟的数字化展示可以在Creo中定义虚拟传感器由实体传感器到虚拟传感器的关联实体产品与虚拟样机的虚拟可视化的实时联动显示实体产品性能数据由实体传感器收集后，实时显示在数字样机中AR/VR评审关键要求AR/VR评审至少支持四个状态：草稿（不能进行评审）、评审中（还没有进行批注的可以进行修改）、已批准（如果发生修改或批注，自动切换为草稿状态，并自动升级版本）和发布（允许项目之外的某些给定权限的成员在线浏览，权限设置为浏览的，在线不可编辑，不可另存）可以根据AR类型、不同组织、不同客户，自定义评审流程（依据评审方法）支持通过创建讨论议题与应答备注进行AR评审讨论。支持在线在AR上面直接做标注，且能自动/人工根据批注便捷修改内容。支持根据批注及修改内容，自动生成评审记录（包含标识人/标识日期、修改人/修改日期、并对评审记录作闭环管理（标识清单的打开/关闭/拒绝状态等）。对批注的条目、批注人员、批注对象、批注状态等可以按照对象、项目、组织等几个维度进行统计，并导出报告支持在评审的时候引用检查清单，请对检查清单每项进行确认是否OK，并支持做检查结果的备注。并将检查项中备注的内容自动加入评审记录中。支持系统自动根据检查清单结果和批注完成的状态情况自动设置可选择的文档状态结论（比如：有一项没有完成只能给出拒绝或有条件通过，完成的可以选择拒绝、有条件通过和通过）系统可以在直接快速发布任务（如评审会议），并且当文档批准通过后任务自动关闭，并记录工时。当系统有创建评审任务时，系统自动根据所在组织、所属客户创建草稿文档（考虑文档与现有任务的关联性），并且当文档批准后任务自动关闭，并记录工时。支持自动生成每个文档的不同版本变更记录，支持做变更备注。能便捷生成变更清单，且支持统计和导出如果有变更\问题时，支持将问题或变更与需要更改的文档的内容地方建立关联，并以类似批注的要求实现闭环跟进支持根据文档的流程状态、批注的状态以及任务状态，自动生成PPR报告中关于文档的Done,Review，Released的得分业务价值设计数据直观立体展示，与现实融合；在设计环节尽早体验产品，发现问题并提出修正；融合现实的可视化，让协同更加立体和全面；平台化、一体化的数据展示。解决方案基于PTCThingWorx和PTCWindchill平台发布设计数据的AR可视化并共享将零部件关联的文档、三维可视化、二维可视化关联到AR中集中展示使用AR设备查看浏览可视化，查看相关文档和图档在线添加评论和注释并共享协同查看评论和注释设计导航业务价值以研发流程为驱动，流程推送各个设计阶段过程中的所需的指导，把公司的经验推送给所有设计师，保证所有设计师处于相同的水平，提高设计质量、设计水平，提高整体研发水平和研发效率；通过项目任务的方式，以流程来驱动，实现了项目管理可视化，同时任务以流程驱动，减少了任务的很多沟通时间，提高了沟通效率；在每个流程中，可以快速查找到所需的输入/输出，保证了知识获取简单化和有效化。解决方案基于Windchill（PDMLink与Projectlink）进行开发，把之前的各资深设计工程师的设计经验、设计规范等纳入到该系统，在每个设计阶段，定义研发流程的输入/输出/指导；实现基于研发阶段及流程的设计导航，通过流程驱动设计，以实现研发的自动化；该设计导航，同时集成开发的工程计算知识管理、模板化快速设计系统，实现模板、文档、模型库的集中管理；数字化仿真系统级仿真环境自1997年开始，经过5年的潜心开发，2002年ANSYS在7.0版本发布的时候正式推出了ANSYSWorkbenchEnvironment（AWE）“ANSYS下一代前后处理和软件集成环境”。一直到2007年的ANSYS11.0版本，这十年时间使“第一代ANSYSWorkbench”大大提升了ANSYS软件的易用性和集成性、客户化定制开发的方便性，深获客户喜爱。作为业界最领先的工程仿真技术集成平台，Workbench在2009年发布了第二代的平台方案，在继承“第一代Workbench”的各种优势特征的基础上发生了革命性的变化，可视为“第二代Workbench”（Workbench2.0），其最大变化是提供了全新的“项目视图（ProjectSchematicView）”功能，将整个仿真流程更加紧密的组合在一起，通过简单的拖拽操作即可完成复杂的多物理场分析流程。Workbench所提供的CAD双向参数链接互动、项目数据自动更新机制、全面的参数管理、无缝集成的优化设计工具等，使ANSYS在“仿真驱动产品设计（SDPD-SimulationDrivenProductDevelopment）”方面达到了前所未有的高度。在新版本中，ANSYS对Workbench架构进行了重新设计，全新的“项目视图（ProjectSchematicView）”功能改变了用户使用Workbench仿真环境（Simulation）的方式。在一个类似“流程图”的图表中，仿真项目（Projects）中的各项任务以相互连接的图形化方式清晰的表达出来，使用户可以非常容易的理解项目的工程意图、数据关系、分析过程的状态等。这一新的项目视图系统使用起来非常简单：直接从左边的工具栏（Toolbox）中将所需的分析系统拖拽到右边的项目视图窗口中即可。工具栏（Toolbox）中的“分析系统（AnalysisSystem）”部分，包含了各种已预置好的“分析类型”（如显式动力分析、FLUENT流体分析、结构模态分析、结构随机振动分析等），每一分析类型都包含完成该分析所需的完整过程（如材料定义、几何创建、网格生成、求解设置、求解、后处理等过程），按其顺序一步步往下执行即可完成该特定分析任务。也可从工具栏中的“ComponentSystems”里选取各个独立的程序系统，自己“组装”成一个分析流程。一旦选择或定制好分析流程后，Workbench平台能自动管理流程中任何步骤发生的变化（如几何尺寸变化、载荷变化等），自动执行流程中所需的应用程序以自动更新整个仿真项目，极大减少更改设计所需的时间循环。总结来说，Workbench技术特色有●与所有主流CAD系统之间的双向参数链接●利用无缝集成的、专门针对分析的DesignModeler(DM)模块进行几何建模、修补、简化等●高度自动化的多物理场统一网格划分●自动接触探测●每个物理场的分析能力都极强（如结构、流体等）●范围宽广的仿真技术●完整的仿真向导系统●易用的、通过鼠标拖拽操作即可完成的复杂多物理场分析●柔性的“组件装配”方式能很好地表达仿真分析的工程意图●革命性的“项目视图“功能让用户“一眼“就能清楚了解工程意图、数据关系、项目状态等多种信息●复杂的项目流程可保存起来以供今后重复使用●宽泛的、跨所有物理场的项目级参数管理●通过集成的设计点分析能力自动完成What-if研究●API和脚本语言支持的自适应架构可以非常快速的集成各种新的应用程序和第三方软件系统五维仿真需求关键要求五维仿真定义：全三维的产品数字化模型，在隧道岩土地质、水文、温/湿度环境下，仿真模拟隧道开挖全过程中的产品响应，系统的在产品全生命周期过程中提供数据支持。五维仿真应具备的能力：解决方案五维仿真在产品全生命周期应用包括：基于生产运行实时数据修正地质模型，评估剩余寿命；基于仿真结果指导产品开发设计；支撑“三边”设计/制造过程，提升变更效率和准确率；建立全三维隧道地质BIM模型产品运营前，根据离散钻孔点采集地质数据,建立BIM地质模型,加载水文/温湿环境。产品运营中，基于实时采集数据，修正BIM模型，对产品设计仿真进行修正；产品运营后，运营过程实时地质，水文，温湿数据收集，基于地质大数据，为下一次BIM建模提供支持运营前岩土力学仿真预估产品性能根据不同地质条件进行岩土力学建模转化岩土力学条件加载产品结构进行仿真模拟产品响应。运营前根据历史大数据推测产品性能采集历史隧道开挖过程中各类数据，例如地质成分，分配水文条件数据、温湿环境条件数据、在此环境下岩土力学数据、在此岩土力学环境下产品的压力，扭矩等、应用大数据不同算法，训练模型。预测需求:产品性能，产品质量(在复杂的运营过程中，通过机器学习，识别相关性模式，找到导致产品质量问题根因）产品运营中实时采集数据仿真产品性能建立盾构机数字化样机关键工作点首先土体分析：施加掘进外载荷（刀盘刚性旋转位移等）、进行土体变形和应力场的分析。然后利用PTC真实传感器数据：测试载荷与计算载荷对比分析，调整土体分析参数，进行迭代求解，BIM岩土数据：初始数据依靠勘探，根据测试载荷和计算载荷的迭代分析，优化分析参数和岩土数据，最终可形成岩土数据库，后续项目可直接使用，当数据库优化完整以后，后续可以逐渐减少传感器测试。FEA分析：基于PTC测试数据和土体分析载荷，对盾构机进行FEA分析疲劳寿命：土体分析载荷与测试载荷吻合以后，提取不同工况下的土体分析载荷，对刀具等结构进行真实工况下的疲劳寿命预测最终实现对盾构机综合性能进行评价，整体流程参见下图，结构、热、疲劳仿真结构静强度分析盾构机的刀座、刀具、盾体、主机设备等，通过静强度分析来确定机械总体结构以及其零部件在自身重力载荷，恒定工作载荷、惯性载荷、温度载荷、液压载荷以及其它载荷作用下的变形特点和变形值、应力分布等，根据分析结果进行改进或优化设计，从而避免由于某些局部的应力集中而导致结构破坏。结构强度是指机械结构的总体结构能承受在正常工况时出现的各种载荷和（或）载荷效应，并在偶然事件发生时及发生后，仍能保持必须的稳定性。机械结构的静强度问题包括总体强度、局部强度、疲劳强度以及结构的极限承载能力等。利用ANSYS的线性/非线性结构静力分析功能，可以很好的计算机械结构整体以及各零部件的受力状态、变形和应力分布、强度和刚度状态等。为了使机械产品材料的利用率更高，就必须考虑材料在变形过程中的材料非线性，ANSYS强大的材料非线性分析功能可以分析考虑各向同性强化、随动强化和混合强化以及不同的屈服准则等多种类型的弹塑性材料模型；结构发生大的塑性流动，就不可避免包括结构的大变形、大应变等几何非线性，ANSYS几何非线性功能可以考虑结构的大变形、大转动、大应变、应力刚化和旋转软化等几何非线性来模拟结构的大变形过程；在机械产品的设计研发中不可避免的涉及很多零件的复杂系统分析，ANSYS由于有很强的自动面面接触这种复杂的非线性分析功能、强大完善的接触算法以及专用的螺栓单元等，因而可对由螺栓、紧固、焊接、捆绑或销钉等方式连接起来的整个机械结构进行分析，也可以利用螺栓单元直接仿真各个螺栓的预紧力和预紧顺序对结构的影响，从而得到可靠的分析结论；利用ANSYS自动探测接触装配功能可以自动建立接触对，大大节省工程师的工作量，提高了工程师的效率。盾构机刀具及整体系统的振动分析在机械结构总体设计阶段，需要进行振动分析（计算振动模态与响应）和结构声学设计，并对局部结构采取必要的减振降噪措施，避免总体结构出现有害振动及其伴随的噪声。机械结构的振动包括总体振动、局部振动。机械总体结构及其零部件的结构动力学分析：对于处于不断运动状态的机械结构，为了防止整体机械结构发生共振，利用ANSYS的模态分析功能计算整体结构的固有频率和固有振型，可以避开机械结构的工作频率防止机械结构发生共振；对于受到随时间正弦变化的载荷或者随时间任意变化的载荷的机械结构，利用ANSYS的谐响应分析功能和瞬态动力学分析功能计算结构的运动状态、变形和应力等，可以确定整个机械结构以及附属结构是否能够承受这些载荷。流体仿真分析盾构机内部流体与岩土、土壤多相之间流动仿真分析盾构机涉及内部流体与岩土、土壤多相流动问题，采用ANSYSFLUENT软件提供的多相流模型——欧拉模型，将岩土、土壤简化成流体，并将岩土、土壤等效为流体颗粒，并定义其直径大小。在ANSYSFLUENT软件中指定物理模型、边界条件及初始值，采用标准的K－E湍流模型及选择SIMPLC的速度压力耦合格式，通过求解质量、动量及体积分数守恒方程，求解得到岩土、土壤的浓度分布。通过观察岩土、土壤浓度的变化，从而得到岩土和土壤在流体中的动态效果。同时可以计算出流体作用结构构件表面的流体压力，来实现流体与结构的单向流固耦合仿真分析。液压元件的流体性能仿真分析盾构机的绝大部分工作机构主要由液压系统驱动完成，液压系统可以说是盾构机的心脏，起着非常重要的作用，包括盾构机液压推进及铰接系统、刀盘切割旋转液压系统等。滑阀是液压系统的主要元件之一，流体流经滑阀节流口时产生压力损失和能耗，并使系统发热，流体在滑阀内的动量变化会产生的附加的液压力，可对滑阀的控制特性和工作可靠性造成影响，滑阀内部流道设计不好还会引起空化，产生噪声并腐蚀阀芯，对滑阀内部流场进行研究，对改善滑阀特性及提高液压系统性能有重要意义。ANSYSCFD具备强大流体动力学分析能力，用于模拟复杂几何区域内的流体流动和热交换问题，提供灵活的网格特性，用户可方便地使用结构网格和非结构网格对各种复杂区域进行网格划分，提供的网格单元包括四面体、六面体、棱锥、楔形体及杂交网格等；滑阀在实际的工作过程中，大部分滑阀都是出于运动状态，开启或者闭合，这需要利用ANSYSCFD软件的动网格技术来实现，动网格模型可以用来模拟流场形状由于边界运动而随时间改变的问题，动网格功能的实现需要使用自定义函数（UDF）功能，编写UDF函数实现滑阀阀芯的运动，对阀芯的开启和闭合过程中不同的阀芯运动速度下滑阀内的流场分布进行仿真。利用ANSYSCFD软件对滑阀在不同开口度和不同流量下的进行稳态仿真，利用ANSYSCFD软件自身的UDF功能，使用动网格技术对滑阀进行滑阀流场进行瞬态仿真，并计算滑阀内部流体流动时滑阀受到的总作用力进行仿真分析，为设计性能优化的滑阀提供理论依据。泥浆携渣仿真分析隧道工程或矿石工程中经常使用泥浆将隧道或管路内的石块运出，但是在实际工作过程中，会经常出现石块滞留现象。泥浆的含沙量、泥浆流速、石块形状和尺寸大小及位置、通道的形状等因素对整个输运过程的影响，研究泥浆的运输能力，可以为通道优化以及泥沙流量匹配提供指导意见。RockyDEM可以通过描述砂石的真实形状，追踪每一个固体颗粒的运动状态，分析颗粒的力学行为以及颗粒对设备的影响，结合ANSYSFluent的流体计算功能，可以得到在泥沙是否能够完全带出石块或石块滞留时的位置，从而了解泥浆的输运能力。CAD与CAE数据共享仿真数据管理设计思路安世亚太协同设计仿真平台以研发过程数据（包括文件型数据和参数型数据）管理为核心，支持对个人研发过程数据以及型号公共协同过程数据的规范化管理，并支持基于数据的多部门、多专业、多人员、多工具协同设计仿真及多学科优化设计，如下图所示：平台思路平台框架协同设计仿真平台主要由协同流程与任务管理、协同设计仿真环境、数据管理支撑以及基础支撑几部分构成，如下图所示：平台框架说明：协同流程与任务管理主要实现对协同设计仿真任务快速分解、多部门多人员协同设计仿真工作流程的可视化构建及研发过程的直观管理；协同设计仿真环境是支撑研发人员进行协同设计仿真任务执行的主要工作环境，主要由协同设计仿真支撑环境以及基于此定制的专业研发系统组成；数据管理支撑主要实现对协同设计仿真过程之中涉及到的专业定制数据库、知识库以及研发过程数据进行规范化管理；基础支撑主要包括部门管理、人员管理、角色管理、权限管理以及信息集成接口等基础管理功能，是平台运行的基础。应用场景未来基于平台的协同设计仿真应用场景如下图所示：应用场景说明：借助标准研发工作流程模版，研发管理人员可以快速进行研发流程构建以及研发任务分配与下发，研发执行人员接收到管理人员下发的任务之后，进行任务的接收、执行与反馈，在研发任务执行过程之中，可以结合定制的快速计算过程模版进行研发任务的快速执行，针对研发过程之中产生的数据信息系统自动进行统一数据管理，结合系统提供的流程与数据管理功能，管理人员可以实现对研发流程与任务的过程监控。模板开发方案对于企业中的新人来说，仿真也许并不是十分容易的事情，做好仿真分析需要一定的理论基础和实际工程经验，而这些往往都是新人欠缺的。针对这个现状，ANSYS提供了丰富的二次开发接口，利用这些接口，有经验的分析工程师能够将一些具体的、流程化的分析过程进行封装，并形成图形化的界面。使用者只需要在界面上输入特定的数据参数，就能够自动执行分析过程。在执行分析时，还能够调用外部的高性能计算资源，提高计算效率。这样不但降低了仿真工具的使用门槛，同时也能够使高水平的仿真工程师能够有精力完成更高级的仿真工作，使仿真工作能够给企业带来更多的价值。专业仿真知识模板是根据中铁建各部门在产品研发中需要经常进行设计仿真的典型零部件来进行定制开发的知识化分析工具。知识模板以产品类型进行分类管理，并提供交互式操作界面、模型参数化驱动功能。可以实现自定义材料数据、分析数据和仿真操作帮助信息的封装，支持多工况分类定义，封装载荷、约束、结果合成与工况的关联关系。可按用户提供的仿真报告模板自动生成固定文字、有明确定义的数据表格和图片，形成规范化的仿真报告。从而实现企业仿真分析经验、标准和规范的封装，实现具体仿真分析过程的向导化和规范化。一般仿真分析过程如下图所示：图9.一般仿真分析过程参数化几何建模：首先建立或导入参数化模型并读取模型几何参数。之后将几何参数传递到分析软件，在分析软件中可驱动几何模型更新。设定计算参数：设定计算参数，定义加载、约束几何组，几何部件的材料，支持用户自定义材料数据的封装和应用。网格划分：定义单元尺寸，选择单元类型，设置网格划分方法、属性参数，选择几何部件进行网格划分。工况定义：用户选择要定义的工况并进行工况参数设定。载荷、约束定义：设定载荷计算参数，进行加载。选择约束施加几何部位，施加约束。求解：选择要求解的工况，进行求解。工程算法处理：调用自研发的工程算法软件对计算结果进行处理来得到产品设计中的评价数据（如疲劳算法、断裂判断、性能参数等）。仿真报告生成：按用户提供的模板自动生成仿真报告，报告对标题说明等固定文字、有明确定义的数据表格和图片进行自动生成。数字化制造三维工艺管理关键要求设计工艺并行实现产品与工艺同步设计根据行DFM、DFT及工艺符合性原则对产品的设计图纸进自动检查，并将检查结果反馈给设计者EBOM到MBOM转换EBOM到MBOM转换，EBOM和MBOM可视化比对，进行一致性检查基于MBOM编制装配工艺，实现可视化的参装件分配可与MBOM比对，进行一致性检查和同步支持多工厂工艺路线定义三维化工艺设计支持全配置工艺设计，支持多工厂模式工艺设计直观的3D虚拟环境，工艺设计和验证高效结合，保障工艺设计的完整性、正确性SOP（工作指导书）在电脑系统上签署，并将SOP及动画直接传递到工位，实现无纸化按照装配仿真过程，基于结构化工艺和仿真结果，自动生成装配作业指导书及工艺文档支持嵌入2D和交互3D图形，装配过程可视化展示实现对每道工序的工时管理制造资源管理需要建立统一的工艺资源库，做工艺规划时直接从工艺资源库中选择设备、工装夹具等工艺资源制造资源按分类结构树来组织管理制造资源分类包括工装、工具、模具、材料；机器人、设备；标准工艺，工艺知识、工艺规范每个分类具有分类属性支持创建新的分类结构和添加新的分类部件支持按属性组合查询与制造系统集成实现与SAP系统集成，集成信息包括BOM、工艺路线等实现与MES系统集成，集成信息包括工艺路线、SOP等集成MES，实现作业指导书管理，审批，以及工位绑定工艺数据管理通过系统获取各类生产文件通过系统对工艺设计进行规范化，提高工作效率建立电子化工艺知识库，实现对工艺标准、P-FMEA库、设计规范的管理实现工艺路线、过程流程图、P-FMEA、控制计划及SOP的关联关系实现工艺变更管理工艺过程开发状态监控（项目计划中合并状态监控）；试制问题清单管理（纳入开发中问题管理）；过程开发设计资料通过PLM系统设置审批流程，将相关设计结果根据不同的功能组的职责并行对工艺、设备、工装进行评审；实现内部零件，网络，位置，物料编码等各种查询，查找希望在系统能反映过程参数验证记录的履历业务价值提升工艺指导信息的准确度提升工作效率和质量解决方案数字化制造的核心是，基于三维开展工艺设计和管理，通过构建基于MBD技术的三维数字化工艺协同平台，提供数字化产品的工艺规划，实现下料、零件、焊接、装配、涂装工艺的设计及管理，以及工艺装备智能化设计和管理；同时，提供相应的技术，实现数字化工艺的输出既可以满足生产现场生产将来无纸化的需要，甚至基于AR/VR的输出需要，也能够输出满足现在的二维生产条件；总之，数字化工艺主要基于三维，以对象的方式进行关联应用，让设计的数据能够实现从设计到工艺制造全过程进行有效的使用，从而直观的指导现场进行生产制造，工艺设计管理的主要过程如下：三维数字化工艺平台，需要利用技术让设计数据的信息可以无缝的流转到工艺环节，而不是仅靠人，管理和会议来推动产品的工艺进程；利用一体化平台，设计数据和工艺数据实现自动的、智能的关联，数据信息自然流转，就能够保证单一的数据信息，以及工艺信息的全面集成管理。设计制造协同，工艺准备的往往和设计数据发布是串行的，这是大部分的制造企业的瓶颈，要改善、解决它，就可以大大的提升制造中工艺的效率，缩短研制的周期。利用一体化的平台，设计数据就可以提前被工艺所访问，对设计数据进行访问，浏览，分析，反馈，让设计完善，并且能够进行一定的工艺工作，从而改善工艺准备进度。的五个主要工艺类型是：下料，机加，焊接，装配，涂装。这些工艺类型都能够很好的利用三维数据进行工艺展示、表达；工艺人员可以利用三维，表达出产品的工艺制造步骤，让操作人员能够更好的理解产品的制造过程，避免二维的或者文字的描述，需要工艺到现场进行指导。近来随着生产工厂的不断技术改造提升，智慧工厂，智能工厂，互联工厂越来越被认可。工艺的编制需要向结构化的定义方向变化，这也是工艺和工厂制造信息接轨的必要条件，数字化工艺平台就需要具备兼容文字、二维、三维的结构化工艺设计的能力，并能够很方便的提供资源，以及从设计结构中获得工艺的信息。工艺设计内容还需要工具软件的支持，才能够在专业领域里获得更好的三维应用支持，以更好的发挥出三维模型与设备的能力。钣金产品在生产中，需要考虑工艺、喷涂方面的需求，利用三维工具直接利用设计模型，根据这些需求，可以方便的对模型进行继承修改，从而与设计关联，达到设计制造协同的目的。对于钣金下料，当大量同等规格的产品需要制造时，采用套料的方式不及可以提高制造材料的利用，更可以提高制造效率，直接利用三维展平模型进行套料，可以与设计协同，当设计更改，套料模型可以快速更新，并生成、输出新的加工代码以供设备使用。当这些制造的指令和工序关联，就可以更好的进行制造信息的管理与发放。零件的机械加工利用三维，可以更好的进行指导，让操作人员直观地看到零件的变化过程。焊接类的产品，更是可以明白的表达出焊接部位，顺序，以及材料工艺等信息。当融入其它工艺信息后，就可以让制造的信息更能被制造人员领会，成功的执行而无需工艺人员进行现场的配合。装配工艺可以更好的利用设计模型进行装配表达，让装配操作者能够直观的感受到制造的各种要求。喷涂工艺可以利用模型展示出喷涂的区域等信息。总之，数字化工艺可以更好的利用三维，以及工艺资源，将工艺信息的描述变得更加的生动，直观，让操作者可以利用三维的信息获得更准确地工艺指导信息，从而高效的生产出合格的产品。参数化工装设计关键要求交互式建模，自顶向下或自底向上方式建模支持层次化建模，支持复杂结构，模型结构清晰可定制应用对象库业务价值提高效率，快速进行工装设计提升质量降低成本解决方案盾构产品大部分以回转体为主，在生产制造过程中，装配工装夹具的重用可能性非常高，基本上需要替换的是支撑，接触的零部件。所以，能够基于这样的情况进行参数化，系列化夹具设计是可以极大的提升工艺准备效率和降低成本的。参数化工装设计可以根据铁建夹具结构特点，建立一系列可参数化驱动的夹具参数化模板（三维&二维），一系列组合特征库；实现通过界面快速选择各类型夹具，快速输入关键驱动参数生成高质量三维夹具模型及二维图；制造过程仿真关键要求工艺设计完成后尚未生产时，通过数字化手段进行工艺仿真，模拟装配过程，对装配过程进行干涉检查，减少工艺返工。装配工艺仿真所使用的数据处于系统管理之中装配工艺仿真所使用的数据能方便地从装配工艺规划中直接读取装配工艺仿真软件与产品数据管理系统软件，工艺管理系统在数据上保持一致能够适应制造过程中大数据量的需要。三维动态装配过程仿真；建立具体的装配路径；路径编辑装配顺序调整；干涉检查业务价值可以提高工艺设计的质量实现产品的一次成功，减少产品返工缩短生产的周期避免生产问题，降低成本解决方案在生产制造过程中，对产品的工艺过程进行仿真，可以提高制造前错误的发现，优化制造过程，节约制造的成本，缩短周期。制造仿真类型包含各种类型的仿真。在工艺设计前期，可以对模型进行干涉、机构仿真，以确定产品功能，性能的正确。在工艺准备中，根据工艺的需要进行仿真验证，可以提高工艺质量，避免错误发生。如，零件的机械加工，利用仿真察看轨迹的优化与否，利用材料去除察看是否存在错误，利用机床设备模型仿真确定是否存在碰撞。装配工艺准备中确认是否利用工装夹具能否正确进行安装操作，以避免工装夹具带来的影响。全球供应商协同业务价值主制造和供应商研发数据的一致性得到保障主制造实现了对制造过程的完整监控方便追溯记录制造过程中的工程协调解决方案向供应商的数据发放：将产品制造过程中需要的设计数据、工艺工装数据、发到制造供应商；制造协调备忘录管理：支持主制造商和供应商之间的工程协调工作。供应商交付规范向供应商的发放：指导供应商按交付规范组织工艺设计；供应商交付状态的提交：供应商交付规范的要求分类提交底层工艺设计数据、图样交付情况。供应商数据管理：接收供应商提交的工艺工装相关数据并进行统一管理。生产运营监控管理业务价值可视化的经营决策支持通过可视化的仪表盘实现企业关键指标的监控，智能化的提供实时信息，并提供预测性分析，以支持企业的智能经营决策。准确高效的信息传递统一的数据来源，避免错误和数据非一致性；所有数据实时获取并传递给上下游，避免数据出错和延迟；发现问题早，处理问题快速，减少产线停顿时间实时且直观的信息共享与处理基于角色的信息推送提高信息传递效率,实时直观的监控资源状态并进行异常预警，实时指挥及效果查看以提高指挥效率,提升公司工厂整体的运行性能。通过可视化的全面作业指导，有效的传导准备的工艺与制造信息，便于现场人员理解和执行。优化工艺过程，提高产品质量不断通过大数据分析优化工艺参数和工艺设计，提高产品的生产质量，同时降低废品率。解决方案实时可视化的生产监控与绩效多维度整合效率、质量等数据源；基于工位/生产线的工厂实时状态监控，任务工时，完工率，故障率统计等；可视化监控工位/生产线的作业情况；统计汇总设备运行绩效；统计汇总生产线/工厂运行绩效。一站式作业指导基于统一平台获取数据、可视化、文档等信息；实时并动态地链接各种系统，自动提供所需的各种最新数据，包括变更发生时的各种数据；实时展现状态，工作指导，KPI，问题处理，相关物料信息，设备信息质量信息，预警和警告，模具状态等。基于实时数据统计的质量预警与问题反馈快速提交产线问题并进行故障预测，现场质量监控（质量问题统计汇总等），产线KPI统计分析（运行时间，产能平衡，设备故障率，返工率等），处理产线问题及故障预测警告和实际发生的质量，设备等问题，数据被记录于大数据分析平台的学习经验积累。基于现场大数据分析的工艺改进实时采集设备运行的工艺参数，实时采集相关的质量信息，运用大数据机器学习技术和平台，通过建立可信的数据分析预测模型，建立一套标准化的业务因子实现自主式学习和实时预测。数字化服务备件计划关键要求优化服务备件供应链，确保备件库存的合理性。业务价值优化整个服务备件供应链提高客户服务级别提高运营效率降低运营成本优化服务备件库存得到高级备件预测方法多级库存优化基于约束的分布解决方案PTC服务备件管理解决方案确保您可以在适当的时间和适当的地方有合适的备件可用，这有助于您满足客户的服务备件需求，平衡全球服务供应链的独特复杂性。PTC解决方案帮助您优化整个服务备件供应链。通过理解客户的服务备件需求和提高库存水平的效率，您可以借助改善的备件可用度和设备开机时间为客户交付显著价值。电子手册管理关键要求结构化的技术信息创建技术插图制作，充分利用现有数字化设计成果（如三维模型）制作满足行业标准的二维、三维技术插图或三维拆装动画对技术服务信息的版本，状态、协同编辑，签审流程，内容重用，数据交换等进行统一管理。根据实际用户要求或实际维修业务，创建技术出版物结构，并将结构化的数据单元与技术出版物结构进行关联，根据实际需要发布PDF、HTML、Web等传统格式技术资料，以及向售后服务技术支持门户发布电子交互式技术出版物（IETP）。通过向服务门户发布交互式电子技术出版物（IETP）为用户提供集成化、智能化的技术支持服务解决方案基于电子交互式技术的维修手册编写与发布系统通过直观的操作界面、丰富的多媒体工具和引导式的故障隔离专家系统为车辆的维修、保养活动提供敏捷、准确、有效的技术支持服务，从而有效地缩短现场维修工时、提高故障隔离和排除效率，降低现场技术人员的技术等级要求。维修手册编写与发布系统的关键能力包括：结构化的技术信息创建由专业的XML编辑器（ArbortextEditor）、内容管理系统集成接口组成，支持XML结构化文档的创建和更改，根据DTD创建符合业务标准的内容，并支持文档模版以快速创建复杂内容；内容管理系统集成接口是编写系统与内容管理系统之间的数据交换接口。通过集成接口，编写系统可以从内容管理系统直接查询、浏览、检入/检出数据单元。技术插图制作通告专业的技术插图制作工具（ArbortextIsodraw/Galaxy），充分利用现有数字化设计成果（如三维模型）制作满足行业标准的二维、三维技术插图或三维拆装动画。协同创作和管理对技术服务信息的版本，状态、协同编辑，签审流程，内容重用，数据交换等进行统一管理。技术信息发布根据实际用户要求或实际维修业务，创建技术出版物结构，并将结构化的数据单元与技术出版物结构进行关联，根据实际需要发布PDF、HTML、Web等传统格式技术资料，以及向售后服务技术支持门户发布电子交互式技术出版物（IETP）。交互式电子技术支持服务通过向服务门户发布交互式电子技术出版物（IETP）为用户提供集成化、智能化的技术支持服务。IETP的主要功能包括通用的人机交互界面，方便用户快速定位、浏览所需内容的导航树，提供电子技术手册图文对照浏览功能，支持语音、视频、虚拟仿真等其他多媒体格式，对于故障隔离等具有决策树支持的工作，可以通过人机问答、自动过滤的方式，导引用户按步骤完成工作，提供了灵活的信息检索手段。当用户登陆IETP时，可以通过选择产品系列，及其分解结构展开到需要修理的部件，快速导航到该部件的所有数据单元，或是通过系统的检查要求清单，快速链接到具体的维护检查工卡，从维护检查工卡中也可以链接到安装拆卸维修工卡。对于维修活动中需要注意的前提条件，警告注意等，IETP将以弹出式对话框或高亮显示方式提醒用户。对于技术插图，可以图文对照浏览，图片可以放大，缩小，局部放大，三维模型可以旋转，可以嵌套播放语音、视频、三维动画等多媒体辅助信息。对于故障排除过程，通过故障代码可以快速检索到故障隔离程序，故障修复程序可以通过人机问答、自动过滤的方式，导引用户按步骤完成工作，也允许根据用户的输入自动判断排故流程。维修工作包生成将定期/日常维护类技术信息按照标准规范为各类维修工作的信息单元，形成标准维修工卡。当需要进行特定维修任务时，可以通过平台将不同的标准维修工卡信息单元进行快速组合，形成维修工作包，维修工作包一般包括计划信息（时间、检查项目、人员分配等）、标准工卡清单及对应的所有维修工卡、备件需求清单（维修工卡中规定的维修活动所需的工具、设备、消耗材料的统计清单）等。现场服务关键要求系统可以按客户现场需求集中派遣适当的技术专家，体现服务优先级别和前置条件就绪的差别派遣。为技术服务人员的任务分配优化，为现场服务人员提供移动设备管理服务进程，提供产品状态、技术资料等技术支持。业务价值降低维修平均消耗时间提高首次修复率提高技术人员效率提高派遣效率解决方案PTC通过与全球领先的GEServiceMax合作，推出基于物联网平台的现场服务管理。系统可以按客户现场需求集中派遣适当的技术专家，体现服务优先级别和前置条件就绪的差别派遣。为技术服务人员的任务分配优化，为现场服务人员提供移动设备管理服务进程，提供产品状态、技术资料等技术支持。远程服务关键要求实时状态监视故障报警和预警提供远程设备访问能力远程文件传输故障预处理和服务建议软件版本管理业务价值提升设备可用率降低服务人员的差旅成本明确的服务技术需求掌握设备运行条件解决方案PTC远程服务系统可以实时装备状态远程监视，故障报警和预警和提供远程设备访问能力。通过远程文件传输能力管理设备端软件版本和自动更新预见性服务关键要求设备异常值的探测与报警针对整套设备和部件的故障预测识别未来导致故障的关键因素基于预测分析提出操作与服务优化措施与远程服务协作处理设备问题业务价值故障发生前采取措施可控的设备可用率改进与优化服务发现新的故障模式与影响因素解决方案PTC预见性服务系统是一个大数据和机器学习应用于工业领域的应用。系统针对整套设备和部件进行故障预测，当设备异常值时将自动探测并报警。系统也可以识别未来导致故障的关键因素，基于预测分析提出操作与服务优化措施，与远程服务协作处理设备问题。服务知识与远程诊断关键要求建立服务知识库、实现问题自动化诊断以及远程诊断。业务价值消除诊断和解决客户服务问题的手动流程提高服务网络的生产率减少不必要的成本和服务调度 可以更好定位以增加服务收入解决方案PTC服务知识和诊断解决方案帮助您创建和利用知识库，这样现场服务人员、联络中心代表甚至最终用户都可以快速准确地诊断产品问题。您可以更容易地解决非常复杂和主观的问题，具备更好的一致性和花费更少的时间。该解决方案的特征就是提供先进的诊断框架来帮助您找到正确信息以快速解决您客户的服务问题，同时避免昂贵和不必要的调度。PTC互联服务知识和诊断解决方案通过将智能互联产品和智能知识库以及规则管理系统集成，实现问题自动化诊断以及远程诊断。早期准确的诊断能够提前预防产品故障，提升远程技术人员修复能力、联络中心和提高现场工程师的工作效率和初次修复率。数字化管理软件开发业务价值协助铁建提升产品开发中的团队协作和研发输出工件的受控和重用；建立管理复杂并行开发过程的机制和平台；增强研发过程的透明度；降低合规报告生成的成本；实现项目风险的提前预警；实时获得项目发布前的具体状态信息；基于计划，质量，完成度以及合规要求提供早期的系统警告；固化并电子化铁建不同类型和各种复杂程度项目的研发管理流程。关键要求开发模式系统支持协作化开发模式，支持敏捷开发和常规的瀑布模式以及迭代方法开发软件设计支持软件UML设计元素（比如类）到软件需求的溯源支持和常用建模工具EA需求的集成（至少是发布版本的Link，非复制）系统能提取EA模型中的模型元素，并以图片的形式插入到PLM的系统需求文档或系统设计文档中将EA自动生成的文档直接上传至PLM系统中在系统中定义需求条目，能直接导入EA工具中，并建立双向追溯关系，当发生更改时，能进行提醒EA模型在系统中能按版本进行管理应能在系统中建立EA模型与需求文档、详细设计文档、包括代码之间的追溯关系EA模型在系统中经过审批过程后受控软件项目任务管理支持需求和开发计划（任务）的关联，并实现需求和任务的状态跳转触发可以针对需求、实现、测试用例、问题、风险等元素直接填写对应的投入，并汇总为整体的开发计划对于风险、问题等的跟进支持从系统填写跟进信息，也支持从系统导出excel文档，线下编辑后导入系统支持风险、问题、缺陷、任务单据的关联和派生软件代码开发与配置管理可以和主流IDE（Visio、Eclipse、Labview、Keil、Shell）集成可以和主流CVS工具集成（Git/SVN）集成支持开发任务和文档（输出）的链接、关联软件测试支持和测试工具C++Test、RTRT、Laview、VT、CANOE的集成支持和静态代码检查工具Coverity的集成支持和Jenkins的集成支持testcase到需求的溯源根据testcase的执行情况，自动生成相应的测试报告（测试报告可自定义）测试计划、测试报告、测试规范可通过系统配置生成，不需要额外补充文档软件发布软件输出自动作为PLM系统的BOM（无缝集成），针对软件BOM直接进行发布，并完成发布流程的审批软件复用支持模型、代码级别的复用，并能进行复用分析，可定制复用分析的格式软件IDE支持VisualStudio支持Labview支持eclipse支持Shell支持命令行解决方案配置和自动化各种开发流程和方法；治理流程符合性来满足安全关键报告；产品生命周期管理度量分析统一库；需求、测试、模型、源代码的关联度量；代码行追溯至设计和变更过程；管理软件资产的变更；对软件资产的演变和发布过程进行精细化控制；需求管理关键要求需求开发和管理支持REQIF标准和Office工具（包括Excel、Word、Visio、PDF）的需求导入、导出支持Office的批注信息（包括批注人、批注内容、批注时间）的导入支持需求编号规则的自定义（标题部分不进行需求编号）系统应支持默认的、OOTB可用的结构模板系统按着不同客户、产品可调用不同的模板支持需求的评审和批准（包括单条需求和部分需求包、全部），支持需求的在线并行评审支持不同的评审、批准流程支持多层级的需求溯源（RFQ（包括市场需求）-系统需求-子系统需求-组件模块需求），可从任一层级的需求查看它的上下游需求提供获取需求来源分析-例如从竞品