基于模型的协同设计平台建设
1. 项目背景
航天某厂以IPD研发管理模式变革为牵引，通过项目管理、需求管理、产品数据管理等业务系统的建设与应用，实现了需求的结构化管理以及流程驱动的研发项目精细化管理等能力。同时，通过引进先进的设计与仿真工具，具备了先进数字化设计与仿真验证条件，初步形成了多学科联合验证仿真能力。
但目前设计师在使用工具软件时的经验与方法存在差异，导致从需求到设计再到仿真阶段的产品模型难以顺畅衔接，产品关键信息仍主要依赖图纸和文件传递。具体问题如下：
o 设计模式依赖线下交互，缺乏线上协同
该单位通过项目管理系统的构建，实现了IPD流程的有效落地，但任务的执行主要依赖于传统的任务书模式，导致设计过程中的数据流转与共享手段不足。同时型号产品设计已实现基于BOM的数据管理，但跨专业间的设计仿真模型仍需在线下进行迭代，缺乏线上协同。
o 基于模型的正向研发环境存在断点
需求开发流程与型号研发技术流程 “两张皮”，无法实现需求与任务关联，导致需求无法驱动任务显性化的开展；缺乏对指标的快速分析验证手段，无法对架构建模后产品需求的满足度进行快速评估与闭环。
o 产品化设计模式缺乏落地手段
该单位产品将朝着产品化、模块通用化发展，在PDM中也构建了部分通用库，但目前仅是搜索式应用，缺乏基于产品需求、指标的向导式设计，无法实现对通用化产品模块更加高效、精准的设计匹配。
o 仿真分析工具、方法、流程不统一
工程师们的经验和技术尚未得到有效的积累与共享，目前这些宝贵的知识主要分散在个人手中，缺少必要的工具和手段来进行固化和传承。大量的设计成果与专业知识未能深入融合到设计工具和方法之中。在协同研发的过程中，那些本可以重复利用的工具、算法和流程，尚未被系统性地模板化整合，导致资源的潜在价值未能得到充分挖掘和利用。
2. 建设内容
基于模型的协同设计平台是作为MBSE方法推广及型谱化设计研发模式落地的主要平台，构建了面向设计人员主要设计过程及过程数据管理环境，为设计人员提供各专业设计过程中产出各类模型的便捷存储管理和协同交互能力，同时能够通过以需求驱动、任务向导的快速调用各类流程模板、设计仿真流程模板及专业设计工具和资源开展设计工作，并以模型为载体实现对设计过程的全面管控。具体平台功能架构如下所示：
图1 系统架构
o 工作台：构建面向设计人员的统一门户首页，对相应待办/已办事项进行统一管理。同时任务列表、最近活动、最近项目、常用工具、统计分析等个性化工作模块可基于用户需求个性化配置。
o 业务活动APP：基于项目各研制阶段所需的活动流程、工具、方法封装成业务活动APP，实现各研制阶段活动向导式开展，并支持与项目管理、产品数据管理等业务系统直接关联，实现项目过程的有效监控与产品数据的统一性管理。
o 项目信息：将设计人员所参与项目的基本信息、模型数据进行统一管理，便于设计人员快速检索、共享和复用项目资源，从而显著提升设计效率和质量。
o 业务配置：平台提供可持续扩展能力，工程师可基于专业、产品类型需求自行扩展，包括参数与单位配置、资源库的分类配置、产品各研制阶段的业务活动APP配置、计算仿真分析APP封装配置。
o 设计资源：提供产品型谱化设计所需基础数据，包括型谱库、货架库、CBB库、仿真分析流程模板库、技术资源库、工具库。同时具备基础的资源库管理能力，包括属性配置、流程控制等。
o 基础平台：提供用户管理、权限管理、系统管理、基础功能开发、配置扩展功能的基本能力，同时具有良好的可配置性、可扩展性。
o 系统集成：集成涵盖多个业务系统和设计仿真工具，在产品设计过程中，实现工具的调用与数据的交互。
3. 建设成效
o 实现全链路线上协同设计，促进产品设计效率：解决了设计模式过度依赖线下交互、线上协同不足的问题，通过构建基于模型的协同设计环境，将项目信息、设计资源、业务活动APP进行整合，实现了从需求到设计、再到仿真验证的全流程线上协同，提高了设计过程中的数据流转与共享效率，带来了研发周期的缩短和团队协作能力的显著提升。
o 完善基于模型的正向研发环境，推动MBSE方法实践：解决需求与技术流程脱节的问题，构建了需求与任务的紧密关联机制并与设计仿真流程模板相结合，实现需求驱动设计活动开展，并可以基于需求快速调用相应的设计仿真流程模板，进行指标的快速分析验证，确保了产品需求的满足度得到及时评估与闭环，从而提升了设计的精准度和响应速度。
o 推动产品化设计模式落地，提升设计效率：解决产品化设计模式缺乏落地手段的问题，通过构建产品型谱库、货架库等设计资源库，并提供了向导式设计工具。实现设计师可基于产品需求、指标进行高效、精准的设计匹配，加速了产品化、模块通用化进程，显著提升了设计效率和质量，为企业的产品稳定性和市场竞争性提供了有力支持。
o 统一仿真分析工具与方法，促进知识共享：解决仿真分析工具、方法、流程不统一的问题，通过集成框架，将多种设计仿真工具融合业务流程并封装成标准化的业务活动APP，这有助于将工程师的宝贵经验和技术进行有效积累和共享，减少重复劳动，提高设计成果的重用率。
