【转帖】在設計流程中整合摹擬分析--將增加PLM（產品生命週期管理）的投資效益

f13

  在設計流程中整合摹擬分析--將增加PLM（產品生命週期管理）的投資效益 謝錫興 譯  
您可知道一個產品整個生命週期接近80%的成本，事實上在設計功能被預測之前就已定案了?這個經由統計的所發現與量化的研究結果已經被引用了很多年。 研究的重點是擺在核心製造應用領域以追蹤產品的整個生命週期，量化在觀念設計、細部設計、原型測試階段所做的決定對後段產品組合、製造、維修和服務成本的巨大影響。
  
這類研究之後延伸到嘗試去了解「設計團隊在做關鍵決定時對產品的表現到底了解多少」。研究結果都指向負面:這些關鍵決定通常都仰賴經驗，並沒有對產品的表現可能發生的影響做有系統的量化評估。
  
經過多年的演進和持續的變動，產品整個生命週期的成本通常和組織內的產品設計流程有直接的關係。Charles Foundyller（PLM市場研究公司Daratech Inc.
的創辦人）把這個現象叫做「牛路Cow-Path」流程鏈。他是把設計流程的演變比喻為「在農場中牛隻每天都行走同一路徑很少會做較大的變動，既使他們喝水的水塘枯乾掉了也是如此」。他是要指出－大多數的製造業者在流程上都還有很大的改善空間，因為他們的流程改進真的太慢了，跟不上市場和製造環境的劇烈變化。
  
很多公司使用一系列的CAD/CAM/CAE/PDM..解決方案，把他們和代代相傳的「牛路」流程整合在一起。但是這些軟體工具大多是由組織內的一些特殊部門各自掌控，數據資料也是各自負責，你存你的、我存我的，在同一組織或供應鏈中
沒有互相連結或分享。相對的有些比較進步的公司（大都是汽車、航太的主力代工廠）已經體認到整個企業體分享這些工具和數據資料的需要。這些公司已經開始採用整合的方法來產生及管理數據資料。這些方法通常被當作是這幾年開始盛行的「產品生命週期管理(Product Life Management, 或簡稱PLM)」的一部份。PLM是涵蓋整個企業的解決方案包括軟體應用(CAD/CAM/CAE/PDM)的整合，特別針對產品研發流程的相關硬體及技術服務支援等。這些應用連結其它的應用諸如ERP、SCM及CRM而形成很多人所說的「數位化企業(Digital Enterprise)」。在PLM的範籌內有一系列以分析摹擬為基礎的技術，在業界稱為「虛擬產品研發(Virtual Product Development, 或簡稱為VPD)。VPD事實上是指一個工程環境，產品設計流程的所有階段都整合使用分析摹擬技術和傳統的實體樣品試驗，以產生預測產品性能的重要數據，它是企業體競爭力的重要指標！相對於只使用傳統實體設計和測試的流程，使用VPD的產品開發實際上成本都比較低，可靠度較高，開發的時間也可有效縮短。
  
了解設計初期應用分析摹擬(或是VPD)的價值是非常重要的！在"預先解決解決問題對產品研發績效的影響 (The effect of "Front-Loading" Problem Solving on Product Development Performance)"的論文中， Stefan Thomke 和Takahiro Fujimoto 解釋TOYOTA在1990年代初期如何重組其產品研發組織和流程，來改善設計人員和生產工程師之間的溝通及共同解決問題的能力。
  
在詳細追蹤了幾個研發計劃中出現的問題後，TOYOTA在「階段3(第一次實體樣品測試)」之前就找出並修正了百分之四十的問題，在「階段5(第二次實體樣品測試)」之前解決了百分之七十五。在設計和製造過程中越晚發現問題，很明顯的會比在階段1或2發現並解決問題的成本高出很多。也因此TOYOTA在PLM方面做相當多的投資（像CAD、CAM及CAE），來幫忙找出並解決更多他們車輛設計相關的問題。這個投資幫忙TOYOTA提升到在階段3之前找出及更正百分之五十的問題，階段5之前是百分之九十。從1990年代後期到現在TOYOTA繼續增加PLM的投資，特別是在VPD這方面。
  
   
  
TOYOTA期望能夠在「階段2(製作第一個實體樣品之前！)」消除80%的問題，「階段4」之前消除90%以上。他們的研究結論很清楚的說明了混合使用3D CAD及VPD能夠有效的在產品研發初期找出並修正設計上的問題。此外TOYOTA還把之前完成計劃中發現的問題、解決方案及其他資訊移轉給新計劃在前端使用，如此可更加快產品研發的速度。
  
其他工業的分析專家也一直在注意市場上的變化，而他們的發現和TOYOTA的研究非常的一致。Ken Versprille在D.H. Brown Associates(國際知名的IT產業研究及顧問公司)的「設計創造及驗證研究(Design Creation and Validation Disciplines)」部門領導協同研究專案。他說他們正在進行中的研究顯示「有五大趨勢是製造業者所共同關注的」，他更強調每個趨勢所面臨的挑戰都有相互關聯：
  
這五大趨勢是：
  
1. 持續朝向全面電子化設計和驗證環境移轉，用摹擬分析取代實體模型及測試。
2. 越來越多把產品研發外包給供應鏈 - 不只是零組件而是整個次系統包括分析摹擬。
3. 越來越大的壓力需要正式管理整條供應鏈的分析數據及資料，並且建立檔案儲藏機制來解決將來產品一上市後可能發生的保固(Warranty)問題。
4. 廣泛利用知識工程軟體工具來捕捉公司及業界應用CAE的精華及典範做法。
5. 在設計流程中儘早運用CAE。D.H. Brown Associates 公司稱這是現代「超級」設計工程師集中心力的焦點。  
  
要達成組織產品研發的需求，最好的辦法就是盡量利用現有的科技基礎，然後用整合的模組來強化摹擬分析的廣度及深度。舉例來說CATIA的用戶可以考慮投資整合在CATIA裡面的分析工具（像是MSC.Software 公司專為CATIA V5開發出來的"SimDesigner"產品系列）。如此設計人員和工程師能夠更有效的應用累積傳承下來的數據及現有的軟體工具。在CATIA環境中產生的分析結果可以很方便的用來對多種設計觀念做初步評估，使設計團隊有能力在時間及預算的約束範圍內達成產品功能的要求，並減少實體樣品的數量及再製、再測的次數和時間。設計團隊也能夠在加工時間和成本花下去之前，就能確保產品可以製造沒有問題。摹擬分析甚至能夠協助設計產品在壽命結束後容易拆解以利回收。
  
MSC在虛擬產品研發(VPD)領域是全世界最大的公司，擁有技術最領先的軟體工具及最專業的技術支援、教育訓練和顧問服務。 MSC也開發了一套VPD Maturity Model Assessment Forms 能夠很快速的評估出貴公司目前在「虛擬產品研發」這方面的成熟度。

haiwan

好恨！我不是一个管理者，而是一个被管理者！

f13

haiwan  
努力就會有成果的
惟有自己有實力有本事才是最重要的

Modelica

很有启发。很有启发。很有启发。

Vincent_Chan

被启发ing，^_^，最近有个作业要交论文，我先用了。楼主不要介意啊。

ntut819

寫的不錯!!
可以再加入企業的精神,BPR及全球運籌那會更加完美.

ntut819

寫的不錯!!
可以再加入企業的精神,BPR及全球運籌那會更加完美.