在制造业中，新产品开发是决定企业竞争力的重要因素。
使用物理原型的传统开发方法，由于成本和时间的限制，很难快速响应市场。
在计算机上验证产品的数字原型正在引起人们的关注。
通过这项技术，从设计到分析的一切都可以在虚拟空间中完成，我们可以期待开发效率的显着提高。
另一方面，在引入时也需要考虑一些问题，例如工程师的初始投资和技能获取。
在本文中，我们将解释数字样机的基本概念、其具体好处、实际实施示例以及注意事项。
澳门太阳网城官网是数字原型？
数字原型制作是一种涉及在计算机上创建和验证产品原型的开发方法。
过去，产品是实际制造和检查的，但通过使用数字技术，现在可以在虚拟空间中再现产品的性能和操作。
具体来说，我们使用图形软件和 3D 设计工具以数字方式创建看起来与真实物体一样的原型。
在制造业中，数字样机可用于开发新零件和产品，使得从设计到分析和测试的整个过程都可以在屏幕上进行。
最大的吸引力在于可以在做出实际产品之前发现问题并进行纠正，这大大减少了开发时间和成本。
此外，所有相关方都可以共享相同的数字信息，从而促进顺畅的沟通。
近年来，随着3D打印机的普及，经过数字验证后根据需要快速创建实体产品已成为可能。
数字原型制作的三大好处
数字样机具有三个优点：
- 开发成本显着降低
- 开发速度显着提高
- 提高产品质量并降低缺陷风险
我将逐步解释它们。
优势1：开发成本大幅降低
数字样机最大的吸引力在于它可以显着降低开发成本。传统方法需要大量的材料成本和工时来创建实际的原型。
而且，如果制作多次原型并进行维修，成本会迅速增加。然而，数字技术允许在计算机上进行迭代设计和改进，从而可以在产品实际制造之前解决许多问题。
通过虚拟空间的模拟，我们可以防止因产品不合格而造成的材料消耗，缩短制造周期。
此外，无需调配大规模人员开发新产品，只需少量成员即可实现高效开发。
优势2：提高开发速度
引入数字样机将大大提高整体产品开发的速度。传统方法需要很长时间来创建原型、测试并完善它。
另一方面，使用数字技术极大地提高了设计和分析的速度。
例如，使用CAE（计算机辅助工程）进行数值分析的特点是能够在比传统物理测试短得多的时间内获得结果。
由于可以在数字数据中即时进行设计变更和功能添加，因此可以大大缩短总体开发周期。快速响应将缩短产品上市时间并提高竞争力。
优势 3：提高产品质量并降低缺陷风险
数字样机可以让您及早发现产品问题，并通过详细的分析和模拟进行改进。
通过在虚拟空间中进行各种条件下的测试，可以大大提高实际产品质量，并大大降低产品缺陷的风险。
通过使用 VR 和 AR 技术确认可用性，我们现在能够设计出更易于使用的产品。
此外，通过数字化再现生产线，当发生故障或事故等故障时，可以根据记录的数据顺利地调查原因。通过提前模拟各种情况，可以在问题发生之前采取预防措施。
因此，安全性将得到提高，并将极大地有助于防止产品损失。
3 个数字原型实施示例
接下来，我们将介绍实际引入数字原型的公司的实际例子。
让我们一一看看。
案例一：提高农机领域一次设计成功率
一家农业机械制造商转向数字样机来帮助开发通过日益复杂的机器设计首次获得成功的产品。
过去，通过多次创建物理原型来解决问题，但通过切换到数字环境中的兼容性检查和可制造性评估，我们彻底废除了浪费原型的生产。
此外，通过数字化完成零件订单确认和装配程序验证，从新产品设计到制造的过渡变得更加顺畅。结果，与传统方法相比，产品开发速度显着提高，降低了设计成本并提高了产品完成度。
这是一个成功的案例，预计将作为一种即使对于小型企业也易于实施的方法在整个制造业中传播。
案例 2：汽车零部件开发周期大幅缩短
国内某大型汽车制造商的零部件开发部门使用数字样机技术来确认新零部件的形状和可装配性。
我们创建了一个系统，可以使用 3D 打印机立即将设计阶段创建的 3D 数据转化为树脂零件，检查发动机舱内是否存在干扰，并验证安装方法。
此方法将之前需要几周时间的零件确认过程缩短为几天，从而缩短了总体开发周期。此外，开发阶段原型评估数量的增加提高了产品的完善性，并降低了上市后的投诉发生率。
作为同时支持质量和速度的重要技术，它已成为汽车行业的标准开发方法。
案例3：通过制造流程优化加强质量控制
使用原型技术优化生产流程正在制造业的工厂运营中取得成果。
通过数字环境中的详细分析和模拟，我们构建了一个系统，使我们能够在产品实际制造之前发现并改进产品问题。
特别是使用 CAE 进行数值分析，可以比传统物理测试在更短的时间内提供结果，这大大有助于缩短产品开发的总体交付时间。
此外，通过结合 VR 和 AR 技术来确认可用性，我们实现了更易于使用的产品设计，并提高了我们的市场竞争力。这一举措已成为显着降低产品缺陷风险、同时加强质量控制体系的成功范例。
成功实施数字原型的 5 个步骤
成功实施数字样机的步骤可分为以下五个步骤。
- 现状分析和目标设定
- 选择正确的工具和软件
- 工程师的发展和技能提升
- 从小开始的证明实验
- 建立持续评估和改进周期
我将按顺序解释它们。
第 1 步：现状分析和目标设定
实施数字样机的第一步是仔细分析公司当前的发展流程并设定明确的目标。首先，确定现有产品开发中的问题和需要改进的领域，并具体确定您期望从数字化中获得澳门太阳网城官网效果。
例如，设置可量化的指标很重要，例如缩短开发时间、降低成本、提高质量。提前计算实施的预期投资回报并获得管理层和其他利益相关者的理解也很重要。
现阶段成功的关键是与公司内部各个部门协作，建立全公司范围的支持体系。
第 2 步：选择正确的工具和软件
为您的产品开发流程选择最佳的数字原型制作工具是成功实施的关键要素。
市场上有各种各样的CAD软件和仿真工具，因此必须根据产品的特点和开发需求仔细选择。
通过选择具有 CAD 和 CAE 协作功能的工具，您将能够及早发现设计过程中的问题。
考虑与3D扫描仪、3D打印机等硬件的配合并准备整体开发环境也很重要。我们建议您在选择工具时仔细考虑成本效益，并考虑到未来的可扩展性。
第 3 步：工程师培训和技能提升
为了有效地利用数字原型工具，提高工程师的技能至关重要。除了简单地学习如何操作软件之外，还需要对如何正确读取分析结果和优化方法进行充分的教育。
此外，对于熟悉传统模拟方法的资深工程师来说，加深对数字技术的理解也很重要。我们鼓励获得外部培训计划和认证，并提供持续学习的环境，以提高技术人员的积极性。
此外，促进年轻工程师和退伍军人之间的知识共享，提高整个组织的技能水平是成功的捷径。
第4步：小规模启动的演示实验
在早期阶段，明智的做法是在有限的工作领域从小事做起，而不是大规模项目。尝试在特定零件或产品上进行数字原型设计，并选择可以快速看到结果的项目。
现阶段重要的是不要害怕失败，通过反复试验找到适合您公司的最佳运营方法。
如果创造出成功的案例，更容易获得公司内部的理解和配合，下一步就会顺利进行。
我们还建议您详细记录演示实验的结果，并将其用作未来全面实施的宝贵数据。
第 5 步：建立持续评估和改进周期
即使在引入数字原型之后，定期评估和改进也很重要，并以持续开发为目标。
让我们定量衡量项目结果，并将其与一开始设定的目标进行比较。
需要用具体的数字来验证有效性，例如开发周期的缩短率、成本降低效果、质量提升程度等。
定期审查工具和流程也很重要，以应对技术进步和市场环境的变化。
您可以通过积极收集内部反馈并创建一个系统来反映您下一步工作中的改进，从而最大限度地发挥数字原型的真正价值。
实施数字原型之前需要注意的三件事
实施数字样机之前应注意以下三点。
- 初始成本和持续运营费用负担
- 工程师技能短缺和人力资源开发问题
- 信息安全风险不断增加
让我们按顺序查看它们。
注 1：初始成本和持续运营费用
实施数字原型的最大挑战是高昂的初始投资和持续运营成本。
除了 CAD 软件、模拟工具和 IoT 传感器等资本投资之外，使用云服务还需要持续付费。
特别是对于中小型企业来说，这种初始投资可能会给他们的业务带来压力。
此外，即使在安装之后，也需要定期维护和设备更新，因此制定长期成本计划很重要。为了实现有效实施，需要仔细考虑成本效益，分清轻重缓急，分阶段实施。
成功的第一步是在实施之前确保适当的预算并明确投资回报前景。
注2：缺乏工程师技能和人力资源开发问题
为了最大限度地提高数字样机的效率，工程师必须掌握专业技能。您不仅需要了解如何操作简单的软件，还需要了解如何正确读取分析结果和优化方法。
对于习惯了传统模拟方法的资深工程师来说，过渡到数字技术可能是一个主要障碍。
此外，随着系统建设和管理变得更加复杂，确保具有专业知识和技能的人力资源成为一个问题。
持续的人力资源开发投资是必要的，包括实施适当的培训计划和支持获得认证。
可以说，提高整个组织的技能水平并建立可以利用数字技术的系统是成功实施的重要要素。
注意3：信息安全风险增加
数字原型制作涉及收集和处理大量数据，这会增加信息安全风险。
特别是在制造业，往往包含机密和技术信息，如果发生网络攻击或数据泄露，可能会给公司造成严重损失。此外，物联网设备和云服务的使用往往会使安全管理变得更加复杂。
实施前需要进行彻底的风险评估，加强数据加密、访问控制、定期安全审核等措施。
重要的是要通过综合措施（包括确保安全专家的安全和对员工进行教育）来构建安全的数字环境。
数字原型的未来展望
制造业中的数字样机是未来有望继续大幅发展的领域。
特别是，人工智能技术和机器学习的引入将能够根据设计数据自动优化和创建预测模型，从而实现更快、更高效的产品开发。
更值得注意的是，基于云的模拟的普及将使没有高性能硬件的中小型企业能够进行高级分析。
实时仿真技术的进步正在创建一个可以立即检查设计更改结果的环境。生成式人工智能市场也在增长，预计将走向从设计到制造的完全自主化。
这些技术创新将加速整个制造业竞争力的提升和新商业模式的创建。
摘要
在制造业的产品开发中，数字样机作为一项重要技术而备受关注，它极大地简化了从设计到测试的流程。
此方法是在计算机上创建并验证产品原型的开发方法。在创建物理原型之前可以发现并改进许多问题，从而可以显着降低开发风险。
数字原型制作具有三个主要优点：
| 好处 | 详细信息 |
|---|---|
| 降低成本 | 显着降低材料成本和工时 |
| 速度提升 | 缩短总体开发周期 |
| 质量改进 | 降低缺陷风险并提高安全性 |
另一方面，也存在初期投资负担大、技术能力不足、安全风险增加等问题，因此在实施之前需要仔细考虑这些问题。
这是一个未来有望通过与AI技术和云计算融合进一步发展的领域。