图1 中国北车齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司信息技术部专家范国海
1 中国北车重载快捷铁路货车技术研发平台
图2 中国北车重载快捷铁路货车技术研发平台
公司从2012年开始建设重载快捷铁路货车技术研发平台，平台包括中国北车重载快捷铁路货车技术研发创新体系、协同设计平台、协同仿真分析平台、试验研究平台、研发质量系统（RAMS/LCC）、知识管理系统、货车技术研发平台支撑系统。
今年10月份公司又上线了一个数字化管理平台。协同仿真分析平台二期已经正式上线试运行，一期是去年12月份开始上线试运行。
2 协同仿真分析平台
公司的PDM使用了五年左右，为了进一步打通设计、仿真、工艺，又实施了协同仿真CAE平台运作，把实验、仿真、设计有机的结合起来。
协同仿真分析平台主要建设含内容有以下四点：
★多学科仿真分析工具集：完善针对货车产品仿真业务的各学科工具。
★仿真分析规范体：系统一仿真工具使用，规范仿真作业流程；积累仿真经验，推进仿真规范建设。
★高性能计算中心（HPC）：建设计算能力强大的大规模模型并行计算平台。
★协同仿真分析管理系统：破除信息孤岛，以结构化方式管理复杂的仿真数据；将仿真数据和设计数据进行关联管理；建立仿真分析数据流程规范，管理仿真业务。
图3 协同仿真平台总体架构
根据业务需求，公司的仿真分析工具集分五个方面：结构分析、疲劳耐久性分析、动力学分析、装卸材料分析、产品工艺分析。
图4 多学科仿真分析工具集
公司开展有限元分析工作已经有20年了，积累了丰富的仿真分析工作经验，但是由于仿真分析师使用分析方法和网格划分不一致，所以造成了分析结果的偏差。针对这种情况公司进行了仿真分析规范体系建设，分为两部分内容，一个是基础规范，还有一个专业业务。
图5 仿真分析规范体系
有了仿真分析规划和防治分析技术指导书，为了能够让仿真分析师进行简单仿真分析，公司还建立了一个仿真分析模板。首先是根据以往的计算经验，总结出了仿真分析的一个规范和作业指导书，然后在NX基础上进行了模板的定制与开发。例如我们实施成功的一个侧架案例，通过技术指导书在模板分析开发，最后自动生成一个分析报告。目前已经取得了软件著作权的证书。
图6 仿真分析规范与模板建立
图7 转向架侧架CAE分析
有了仿真分析工具集，公司建立了PDM系统。通过它首先设计了仿真协同，设计师提交仿真分析委托书，提升到SDM系统，在SDM系统中创建仿真分析任务，并进行相应的仿真分析工作。仿真分析工作完成后，将计算结果还有计算报告回送到PDM系统进行归档。
图8 设计协同仿真
另外公司现在实验水平和能力也比较强大，拥有国内的集装箱冲击实验检测机制，也是国外认可的实验室。
在Teamcenter环境下管理完整CAE分析流程
◆PDM与SDM之间的数据交互均由系统自动完成，让设计人员以及仿真分析人员有更多的精力关注于设计和仿真计算本身。
◆避免多系统的非兼容性和重复工作，大量节约硬件投资、用户/系统管理培训、系统升级或日常维护等成本。
缩减分析流程时间
◆项目管理过程与数据管理相结合的分析平台。
◆实现多站点、多部门合作与数据分享。
◆提高数据访问效率和分析效率。
提高分析结果的有效性和可信程度
◆保持分析模型与最新发布产品设计同步。
◆实现设计与分析的完整变更。
◆可有效的追溯产品或零部件通过仿真分析进行校核以及优化的过程。
降低存储空间增大所提高的成本
◆消除冗余数据的复制。
◆解决了仿真分析结果文件存储的难题。
◆保证文件存储的有效性和生命周期。
◆仿真分析知识库。
◆有效的将个人电脑中的仿真分析数据以结构化的方式存储到SDM系统中。
◆避免了个人硬盘的损坏造成重要数据的丢失。
◆可方便的进行数据查找和重用。
3 总结
为了实现仿真和实验协同，仿真指导实验，实验可以验证仿真，最终建设成一个基于统一数据源的协同设计仿真设计和制造管理协同，提升公司的产品设计能力和水平。通过项目实施，公司实现了比较复杂的两化融合的系统，这个系统实现了管理制度化、制度流程化、流程表单化、表单电子化，最终建成中国北车铁路工程网络中心。
本文根据中国北车齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司信息技术部专家范国海在“第十届中国制造业产品创新数字化国际峰会”上的发言整理而成，未经本人确认。
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