安世亚太田锋：你八成没明白什么是“仿真驱动研发”

如果你是仿真界人士，一定听说过“仿真驱动研发”这一词汇。该词最初被某供应商提出，之后被更多供应商使用，然后被 媒体 采纳，被企业接纳…….说多了就成了“成语”。

不过，你确认你明白什么是“仿真驱动研发”么？同样的问题我也想问给仿真技术供应商，你们确认你们把“仿真驱动研发”表述正确了么？

关于此成语，见过比较多的一张图是下面这张图

本图的确反映了仿真在产品设计单一过程中的驱动作用，但产品研发是具有更大时空框架的过程。 研发过程就 像 南水北调工程，仿真就像是水泵。整个工程有无数个不同类型的水泵，在 哪个 地方安置何种水泵才能最高效地发挥水泵们的作用是一个系统工程。

在企业中往往有两种极端思维： 一种是认为仿真无所不能 ，应该尽量多地用仿真来指导设计； 另一种是认为仿真就是锦上添花 ，在确定设计方案后做一定的确认即可，有些企业甚至把仿真作为展示或作秀之用。

其实，仿真是个高投入、高成本的活动，不仅软件价格昂贵，使用人员的成本也较高，时间投入也相对较长。对于一个产品的设计，在不必要的环节投入仿真，换取的回报也许会小于投入，所以，仿真并不是用得越多越好。相反，把仿真完全看成是花瓶和作秀，就过于轻视了仿真的价值，企业花重金购买仿真软件变成了一种浪费。

界定仿真能发挥最大价值的环节，以最高的性价比来引入仿真，才是“仿真驱动研发”的精髓，我们称之为“仿真规范”建设，也是我们今天文章的主题。

在正文展开之前，我们先界定两个容易混淆的词汇——标准与规范。在《与“假仿真”来个了断》一文中，我们提出仿真“标准”建设的重要性。本文又提出“规范”一词。由于业界对“标准”和“规范”两个词汇的定义没有一定之规，所以这里有必要对这两个词汇做一定的定义。我们用以下两句话来概括这两个词汇的区别：

· “规范”用来回答在什么地方用仿真、用什么仿真的问题；

· “标准”用来回答如何做好仿真的问题，定义所谓好的评判标准（依据）。

设计流程的仿真化改造

仿真标准与规范建设的前提是设计流程的仿真化改造。 设计就像打仗，打仗就得熟悉兵力布局、作战地形、行军路线和作战路线。设计流程就是反映设计地形和路线的地图。

复杂产品的设计必然有着复杂的设计流程和大量设计活动，相当于有着错综复杂的地形和路线。如果缺少这样一张地图，从布局、行军到作战，必然处处受制。因此， 设计流程既具有引领作用，又具有枢纽作用，同时又具有保障和管控作用。

所谓兵马未动粮草先行，当我们清楚了作战地形和路线之后，我们可以在那些关键环节提前部署兵器，仿真工具就是这些兵器中的重要一类。经过仿真化改造的设计流程称为“综合设计流程”。

设计流程仿真化的具体方法是重新审视设计流程，找到仿真价值最大的环节，将正确的仿真技术嵌入其中。仿真最直接的价值是替代试验，所以传统上的试验环往往是流程优化工作的最先关注的地方。 当然，仿真的最终目的是创新，而不是验证，所以在设计的早期，虽然没有太多试验活动，但仿真的价值却最大。

产品设计一般划分为以下几个阶段：方案论证阶段、概念设计阶段、技术设计阶段、试验验证阶段等。仿真在不同阶段的用途不同，例如：

· 方案论证阶段 ——利用仿真进行快速论证。此时我们往往追求仿真的快速，不追求精确；

· 概念设计阶段 ——利用仿真进行方案的快速验证。系统仿真和多学科仿真是主要手段；

· 技术设计阶段 ——利用仿真完成关键设计参数的优化与确定。此处实物仿真是重点手段；

· 试验验证阶段 ——尽管仿真的目的是替代试验，但在实践中必要的试验还需要保留，特别是某些行业规范要求如此。利用仿真帮助规划试验方案，准确定位测试点，减少试错，精益地获得数据，用较少的次数达到试验目的，提升试验效率。

相同零部件的同类仿真分析在不同设计阶段的分析目的不同，因此，采用的技术、工具、仿真模型、网格的处理方式、结果的处理与评价等也各不相同。

仿真规范用来排兵布阵

如何界定仿真能发挥最大价值的环节，确保必要的时候做正确的仿真，是“仿真规范”建设的任务。

仿真规范规定了产品在不同设计阶段、不同专业应开展的仿真工作以及各仿真任务应采用的技术和方法。本规范应作为强制性文件要求全体仿真人员使用和遵守。

另外，考虑到企业仿真体系的成熟度是逐步进化的，所以，仿真规范不仅要规定 “理想情况下产品研发在什么时候要做什么仿真” ，还应该规定 “在仿真体系不同成熟度级别，应该做何种裁剪。”

仿真规范最终应该形成一套仿真规范手册，手册中除了描述产品研发阶段中所涉及的所有仿真任务清单外，还应该描述每个仿真任务的SIPOC模型中的具体信息。

某企业在发动机设计中的关键仿真工作项

在相应的仿真技术规范中，明确仿真任务的工作要求、输入输出、上下游工作关系、使用的技术和工具、执行人要求、预测工作量、可参考的知识或规范等，详见下图：

仿真任务的描述模型

· 任务约束： 该项任务需要在何种原则、规范或标准之下来完成；

· 输入与输出： 该任务的输入数据及数据来源、输出数据的要求和去向；

· 采用的技术、工具和模板： 分析并规范该任务所采用的技术、工具及模板；

· 执行人要求： 根据难度和重要度，提出执行人员的能力要求；

· 工作量预测： 本信息对于产品研发周期和仿真项目管理有指导意义；

· 参考的知识： 本信息对于执行人员按规定时间和质量完成任务有指导意义。

“仿真驱动研发”的真谛

本文与《与“假仿真”来个了断》一文，共同解决了一个重要问题：在产品研发体系中，在正确的地方做正确的仿真，并且把仿真做正确。这意味着要在研发的关键环节正确利用仿真技术，打通设计瓶颈。 这里强调要让仿真只出现在正确的地方，好钢用在刀刃上，而不是将仿真泛滥在研发流程的所有环节。 这是仿真能力体系建设的核心，也是“仿真驱动研发”真谛。