本报告围绕车企数字化设计转型展开研究,指出车企数字化转型的必要性、价值、动力,数字化设计与数字化转型的关系,数字化设计的理想全貌、行动思路、关键要素转变。
数字化转型是汽车产业变革的客观要求:汽车产业变革使产品本身的性能、特点、使用方式均发生巨大变化,同时也要求企业通过新方式实现产品的升级、生产与服务过程,因此,汽车产业必须要基于数据实现重构,而企业也必须要实现数字化转型。汽车产业借助数字化转型使得全业务过程的数据可被采集-利用,从根本上保证汽车产品不断进化、出行服务不断提升、智能化出行社会不断完善。
数字化转型是汽车企业发展的必由之路:制造企业发展阶段分为信息化、数字化、智能化三个阶段。其中,信息化是企业未来能力提升的起点与基本要求;工程院将智能分为数字化、网联化和智能化三个阶段,而在企业实践过程中,数据产生与连接又具备强相关性,难以单独发展,所以将数据的连接交互(即网联化)纳入数字化范畴。因此,企业只有实现数字化转型,才能产生足够的数据资源并实现其按需传递,为企业的智能化发展奠定基础。
数字化是企业实现智能制造、输出智能产品的重要手段与基础支撑:数字化帮助企业以高效率、低成本、高质量的方式向用户提供智能产品;同时又基于智能产品的优势推动企业自身转型升级。
数字化产品既是企业数字化转型的结果,也是企业数字化转型的动力源:企业要通过数字化转型创造数字化产品,而数字化产品又产生数据进而推动企业持续转型迭代;智能产品同样需要基于数据推动自身迭代进化,所以,智能化产品也必然是数字化产品。因此,数字化设计要求产品必须能通过数字化手段产生数据,且数据能推动产品的迭代优化与实时更新。
企业数字化设计理想全貌是以数据为纽带重构产品设计过程,实现虚实融合:全面的数据连通与交互驱动产品数字化设计进行优化与改善,同时倒逼企业在具体业务开展过程中对组织架构、流程体系等内容进行调整改进。
智能制造的理想场景是设计生产服务一体化:企业以数据为核心打破原有业务间隔阂,推动业务关联主体的实时在线连接。由于在传统制造过程中企业间的边界明显,数据无法有效连通,无法支撑业务协同,而企业借助数据驱动业务做到实时交互,不同主体间分工更明确、沟通更快捷、协同更方便。智能制造企业也将借助更多类型数据实现快速迭代改善。
企业要转变思路,使用数据驱动孪生模型更新,推动设计改善:将产品使用全过程产生的数据作为驱动产品设计更新的最主要数据来源,并将产品设计优化覆盖到产品使用全过程,持续进行产品优化改善。
企业要调整设计核心内容,将虚拟设计与验证作为设计核心:推进产品设计与验证过程的虚拟化(不局限于仿真模拟),强调对产品整体的虚拟验证。企业要实现数字化设计就必须具备产品虚拟设计及验证的关键能力,缺少这一关键能力将无法对数字模型的敏捷调整和快速验证,而真正做到产品虚拟设计及整体仿真验证的关键在于诸多类型的软件组件能有效协同配合。
企业要重塑设计方法,基于在线平台实现全面协同设计过程:以平台为载体,以数字模型为对象,在线协同开展设计活动。企业基于平台在线协同设计成为设计过程的核心工作方法,没有协同设计平台将无法实现对所拥有的工具、技术和关联团队的有效管控。
企业要重新定义设计要求,以数据为核心实现设计与关联环节全连接:设计环节依赖数据输入,并以数据形式与外部机构进行在线协同设计,最终设计结果以数据形式输出指导生产、销售和服务。数据成为影响企业数字化设计发展的核心要素,数据不在线会极大制约各环节完整、实时传递信息,既使设计缺少数据输入支撑,也造成无法准确指导改善生产和服务。
企业要转换设计环境,从物理空间转换为数字空间:企业必须借助数字孪生技术创建数字空间作为设计环境,而没有数字空间,在设计环节就无法有效利用数字化技术。数字空间提供虚拟设计的环境,支持产品在使用过程中与设计团队实时互联,同时连接异地设计者,利用模型同步进行测试验证,实现提质增效降本。
企业要把设计工具与管控系统离散化、局部化,实现全面连接协同:将与设计相关的各类型软件彼此相连,构建统一的数据网络来支持产品设计,其中,设计工具的本质不发生明显变化,但自身功能进一步完善、增强;传统软件增加组件包,实现功能拓展;智能技术借助算法/模型推动设计优化。因此,企业基于业务目的实现设计工具有效连接,成为真正打通数字化设计内部数据连接的关键因素。实现设计工具有效连接的方式:引入成系统的设计工具来实现其原生的连接;基于自身需求建立自身管控平台并设置标准接口、格式,与各类型组件相连接。
企业要改变工作方式,基于过往产品数据的改善设计转变为基于产品使用数据的持续优化设计:数字化产品需要借助软件实现功能,因此软件设计成为汽车设计的关键内容,亦将借助使用数据推动设计环节的全面重构。企业需要对软硬件进行解耦设计,基于数据持续更新,发挥协同作用提供服务。
企业要改造业务流程,将刚性、线性的业务流程改造为柔性、并行、协同、敏捷的业务流程:数字化产品业务要求能边设计、边验证、边投产、边使用、边更新产品,即是需要设计参与者满足敏捷要求做到有效协同,推进设计更新,推动产品优化改善。企业需要改造设计能实现敏捷响应与高效协同的全新工作流程,以便于更好利用产品使用数据推动产品设计,真正实现产品全过程的迭代优化。