弱模型集成-计算机与信息技术学院.PPT

多领域物理统一建模技术--CAD创新与发展的思考与实践 华中科技大学 CAD中心 武汉天喻软件有限责任公司 陈立平chenlp@ 2007年12月 提纲 关于CAD的若干思考 信息化回顾 创新动机 多领域统一建模规范介绍 我们的研究与开发状况 建议与结论 国外研究与应用状况 若干思考 CAD与国家创新工程 CAD的时代考量（内涵与模式） CAD的拓展 CAD-从信息集成到模型集成 制造业信息化历史回顾 1980年代初托夫勒的《第三次浪潮》 IT技术是继工业革命后的第三次技术革命，在IT时代，穷国富国处于同一起跑线上 “八五”、“九五” 科技部通过863计划启动2C工程 计算机辅助设计（CAD）应用示范工程--甩图板 计算机集成制造系统（CIMS）（后期更名为现代集成制造系统） “十五”科技部将2C工程合并-制造业信息化工程 5个数字化：设计、制造、装备、管理、企业 “十一五”国策：信息化带动工业化，发展高新技术产业，提升传统制造业 创新动机1：嵌入式时代 …PC、Internet时代后，已步入嵌入式时代 资源可重用、系统可重构是本时代的主要技术热点 面向服务(业务)的架构(SOA)/模型驱动的设计MDD/模型驱动的代码自动生成技术将成为本时代的重要基础支撑 在嵌入式时代，机、电、液、控、热等软、硬件等多物理领域对象高度集成与融合，复杂机电产品的研发必须在先进服务模式支持下，协作（同步）开发。 产品创新需要面向服务的新理论、新方法和新软件平台技术 现代机电产品：机、电、液、气、控、热…多物理器件集成 创新动机2：数字化设计技术现状 技术成熟，同质化，得到普及 重结构、轻性能 多几何设计、少功能设计 强信息集成，弱模型集成 缺系统综合能力 短辅助创新设计能力 “精致”的异构单领域工具，难以支持多领域协同开发 一般力学、多体系统动力学 － 机械系统动力学平台 固体力学 － 结构有限元分析 FEM 流体力学 － 计算流体动力学 CFD 电磁学 － 电磁场有限元分析 控制理论－ Matlib/Simulink 液压系统－ AMESim …… 平台开放性差，软件封装知识，知识依赖软件 缺少系统建模、分析和优化的技术支撑 模型难以在现有技术平台上有效积累、集成、共享、重用 模型的重用性不足，缺乏统一建模规范 现有CAE以基础理论的软件化为重，工程界需要支持设计师计算活动的计算设计理论与技术 软件界长期以来羡慕机械电子行业的模块化、可重用的生产方式 软件技术的变革：SOA（Service Oriented Architecture） 资源可重用，系统可重构，自动编程 模型驱动的架构、模型驱动的设计－－MDA、MDD 用户可依据自己的业务知识自动生成自己所需的应用软件 软件依赖于知识，用户将占据主动地位 知识协同、智能协同的时代即将到来 创新动机7：我国产品设计的技术现状 设计能力弱于制造能力 设计缺乏系统性、理性的指导和技术支撑，多“形似”少“神似” 整机研发能力弱于单一零部件研发能力 复杂机电系统产品研发能力弱于单纯机械产品研发能力 设计多以传统常规为主，缺乏鲁棒性、优化设计和使能手段 缺乏数据和知识的积累与重用，急需支持数据、知识集成和重用的支撑平台 缺乏专业化分工服务知询 未来产品设计服务的特征 机电产品本构的多域性需要统一的模型表达标准 专业化知询服务需要知识与软件平台分离，如同Software\hardware是软硬件产业的产品形态，独立的知识件（knowledge-ware）当成为未来知询产业的产品形态 在支持统一模型标准的SOA（面向服务的架构）平台上，用户以重用知识件的方式，“搭建”产品模型，以重构的方式，生成产品的设计计算程序，在不断的应用中或自行或与知询商合作丰富发展专业知识库。 未来产品设计服务产业的“生态”：模型标准+专业知识库+统一的计算设计平台+用户 Modelica：工业领域的JAVA 未来产品研发平台的形态 产品研发平台是企业工程知识经验的结晶，是企业的核心竞争力的体现，是买不到的 以知识为主体，在资源可重用、系统可重构的架构平台的支撑下，在统一建模规范的基础上，由企业+专业知询服务+平台协作积累、搭建而成 创新动机5：目前用户、CAX供应方、服务方的关系 产品设计计算服务的新模式 华中科大的数字化设计创新：C3P-M3P 多领域物理建模方法 基于接口的方法 基于高层体系结构（HLA）的方法 基于统一建模语言（Modelica语言）的方法—下一代模型计算语言----EUROSIM 基于接口的方法 基于HLA的方法 产品设计与CAD的释义 CADrafting 2D CADesign