研发数字化转型的三点讨论.docx

研发数字化转型的三点讨论1仿真是核心DIGITALIZATION1：«I%仿真行业二十年来的发展，呈现了一个马鞍形。近两年，不少研发专家提出：“仿真是核心”。同时，更多从业者在谈及“仿真是核心时，纷纷表示赞同。仿真技术似乎迎来了又一个“春天”！深入解析下,“仿真是核心应该包含三个因素：（一）当前所有与正向研发相关的活动，仿真都是核心。因为正向研发所面临的风险是逆向设计的百倍以上。而当前对研发的要求，从需求、成本、时间上，都不能继续采用传统的以试验为核心的方式。虚拟设计、虚拟验证，在正向研发的背景下已成为必须。仿真之所以成为正向研发的核心，就在于将研发的风险，放在虚拟环境中暴露，并反向驱动虚拟的设计改进；仿真能大幅节省研发成本和时间，还允许研发人员更大胆地尝试不同设计方案。（二）未来所有正向研发的数字化能力建设，仿真都是核心；尤其是数学仿真和大数据仿真。数字工程，数字化交付，数字样机，数字挛生，系统工程数字化等等，仿真都是核心。这个观点，已被越来越多的研发人员认同。因为它们的本质都是数字化的模型和环境，二者的相互作用，就是作仿真计算；用仿真来替代实体的运作。仿真计算的精度和速度，则决定了上述数字化能力建设的价值和成败。然而，国内的仿真技术从应用到开发，仍然明显落后于国外；需要数年、甚至数十年去追赶。我们在前后处理、静力学、动力学、计算流体力学、显式动力学、机构运动学、电磁学等方向上，近些年并没有获得快速的进步。唯独，数学仿真，或者称系统仿真、0-1维仿真、控制仿真、液压仿真、数值计算、功能模型仿真，近两年成为了热点。并且，数学仿真的精度已被证明不亚于其它学科；数学仿真的速度也相对快，对计算资源的依赖也相对低。人工智能、机器学习、大数据技术当前已在各领域被广泛地成功应用。大数据仿真也成了仿真技术的另一个热点。仿真模型的降阶技术，基于大量试验、运维数据反推的代理模型，突然间成了从业者们的突破焦点。大数据仿真几乎成了中国在仿真技术上实现“弯道超车的理想路径。（三）谈仿真，必谈验证。通过多年的尝试，仿真从业者已经纷纷意识到，没有验证的仿真是没有工程价值的。然而，仿真验证的技术门槛比仿真本身要高出许多。懂验证、会验证的从业者比例并不高。有幸，国内以核能行业作为先驱，不少专家在仿真验证技术上已研究积累了二、三十年。但这些技术对使用者的要求相当高，推广难度也很大。技术的推广，需要有成熟的方法、工具和成功的实践。国家层面也对仿真验证技术的推广给予了积极的支持。近日，北京安怀信公司的多款通用仿真验证工具软件开发项目，已通过了国家相关部门的验收评审，并被要求大力推广，让更多人可以通过软件工具低门槛地应用成熟的仿真验证技术。2正向研发数字化的方法论，MBSE或系统工程数字化近十年，MBSE概念受到了很多人士的追捧。因为这个代表了最先进的正向研发的方法论，又符合“数字化的特征。然而，近两年MBSE的热度突然降低了。原因之一，就是不少人在MBSE上投入多年、消耗了大量的资源之后，并没有得到实际回报；继续投入已难以获得支持；如何让此前的投入转化为价值，也看不到成功案例和可行方案。理性思考下，MBSE的本质，仍然是系统工程；只是为了保证协同的一致性和效率，引入了全新、而又陌生的“模型概念。而这些外来的模型概念，多少都存在地水土不服。学习成本、建模成本、应用成本大大超过了早先的预期。系统工程数字化，则是近两年出现、更接地气的概念。主张的是：在国内几十年系统工程成功实践的基础上，直接作数字化的转化；将传统的TSE完整闭环，搬到数字化环境下，逐步演进。而不是像MBSE那样，颠覆原来已有的闭环，引入外来的模型规范，打散之后的重构面临重重困难。在中国特色的系统工程数字化实践中，北京安怀信公司通过近十年的摸索和尝试，已成功为多个领域的十多家头部企业搭建了数字化的正向设计环境，打通了虚拟设计和虚拟验证的大V字形。早期成功实施的项目，都没有采用外来的模型概念，而是利用企业已有的经验、数据、流程和算法，构建与企业业务自然适配的数字化模型；同时，将这些异构化的模型通过元模型技术、在自主的数据中台中完成关联和管理；成功实现了系统工程数字化核心技术的自主可控。为中国特色的正向研发数字化提供了成功的方法论。方法论，是对成功实践的事后总结。过去的方法论，不一定能保证未来的成功；得不到成功的方法论，没有意义。往往成功的实践，依赖的是组织的能力和人的精神力。所以，方法论应该是不断演进的；引入方法论，不如提升能力和树立决心。3研发数字化转型起步每个企业对数字化转型都有不同的理解；从哪里起步，也没有标准的答案。同时，数字化转型失败的案例，却随处可见。权威机构对失败案例作了分析，共同的结论是：导致失败的原因，并不是数字化技术。所以，研发的数字化转型，起步就不应该是引入最“先进的数字化技术；而以下几个非“技术的因素，则应当首先考虑：（一）意识与意志数字化转型，是思维的跳跃。我们可以大胆的想象，数字化转型将会让研发在最高效、最低成本、最低风险下开展。特斯拉、SPACEX、新能源汽车、移动支付、滴滴打车、视频直播、视频会议，等等。这些成功既是数字化转型的成功实践，也是想象力的变现。研发的瓶颈在哪里，从业人员其实都明白。数字化技术高速发展的今天，我们应当意识到，打破这些瓶颈存在可能性。然后，再评判数字化技术的可行性：是否能大幅减少或避免样机试制与试验，在虚拟的环境中大胆且快速地尝试高水平的方案设计，再在虚拟的环境中快速完成多个迭代方案的验证，跨部门、跨学科、跨地域的协同与沟通在瞬间即可完成，历史积累的经验和知识能够轻易地复用其实，在上述方向上国内已经有了不少的成功实践案例，证明了数字化技术打破这些瓶颈的可行性。数字化转型一旦起步，就必然会面临诸多难以预料的坎坷与挑战。是否有坚定的意志，克服困难、面对挑战、寻找路径，不轻言放弃，这决定了数字化转型的最终成败。（二）业务的价值提升业务是企业的价值发动机。研发类企业数字化转型的目的，首先是要支持业务的价值提升。快速、高质量、低成本的产品研制能力，在数字化转型过程中得以提升是“本？新的数字化技术的成功实践是末？不能舍本逐末。每个研发企业都有不少急待解决的业务问题。理论，设计，材料，工艺，装配，安全，操作，试验，经费，时间，等等。其实都有机会在数字化转型中找到答案。所以，数字化转型在起步时，应该首先明确要解决的业务问题是什么。（三）用户体验所有数字化转型成功的企业，都提供了优异的用户体验。研发类企业数字化转型服务的用户之一就是研发人员。让研发人员更便捷地获取知识和资源，更快速地完成研制任务，更少地机械性重复，更有自信地挑战高水平的设计，有更安全舒适的工作环境这些就应当是数字化转型要为用户带来的体验。数字化技术的成功应用，需要良好的用户体验作为推动力。北京安怀信公司成功实施的研发数字化建设项目，均获得了用户的良好反馈：降低了研发人员工作负荷，提高了研发人员成果回报；让研发回归创造，让人回归生活。