铁路行业正向设计方案设计研发平台需求

      概念设计在正向设计研发流程中占有重要的地位，其主要侧重于是从产品的需求出发，快速实现产品功能和性能所需要的总体设计方案和设计参数，尽量减少后期的设计更改。

      而对于中国铁路企业来说，一般不大关注概念设计在产品设计中作用，且现有设计手段也很难在既定时间之内给出符合市场需求、且性价比较高的设计方案。因此，为加快市场响应速度，提高概念设计在设计研发流程中的作用，推动在铁路行业在正向设计研发中带头作用，非常有必要开展正向设计研发流程的方案设计平台研究工作。

安怀信正向设计方案设计研发平台解决方案

      安怀信提供的方案设计研发平台CoCo动车组整车敏捷设计与验证系统（简称CoCo系统）是专门为中国铁路企业定制的快速多方案设计和验证系统，其可从动车组设计需求和设计参数出发，快速生成动车组三维布局方案模型（包括车体外形轮廓变形、车上车下车顶大部件设备布局、车窗座椅布局等），对总体系统设计参数的性能及技术指标进行验证和评估，并对设计参数进行快速修改和优化，最大可能降低产品在详细设计阶段的重复设计，提高产品设计效率。

CoCo系统功能

      CoCo系统平台通过创建动车组车体参数化模型库、开发需求指标管理模块、集成动车组各专业In-house计算程序（包括曲线通过、限界计算、重量管理、牵引计算、制动计算等程序）和结构强度仿真分析流程模板，快速生成车体三维布局模型，并快速进行整车性能及技术指标验证。

快速生成三维布局模型

      CoCo系统可从设计需求和设计参数出发，快速生成动车组相应改型产品的三维方案布局模型，包括车体外形轮廓变形、车上车下车顶大部件设备布局、车窗座椅布局等，在方案设计阶段即可进行三维模型展示。

快速性能评估

      CoCo系统集成曲线通过、限界计算、重量管理、牵引计算、制动计算等计算程序，可对车辆性能设计参数进行快速分析，并输出判断信息和生成Word版计算报告。

结构强度评估

      CoCo系统通过参数关联，将三维布局方案模型的参数和三维仿真分析几何模型的参数进行关联，将两套模型的参数统一为一套参数，从而可以实现一套参数驱动两套模型的效果，并可在生成三维布局模型的同时，生成相应的三维仿真分析几何模型。

          同时，CoCo系统通过集成仿真分析流程模板（比如，Comet软件、Hypermesh前处理软件、或其它仿真分析软件），可快速生成仿真分析所需要的前处理文件(包括网格模型、工况选择、载荷及边界条件施加等)。同时，CoCo系统可以调用通用求解器软件对车体的模态、强度、刚度进行分析，并可生成相应计算分析报告。

客户价值

• 加快产品设计速度：用户可基于模型库中的参数化模型，通过模块组合和设计参数变更快速生成产品设计模型，加快产品设计速度；
• 有助于方案选型：产品设计分为方案设计和详细设计两个阶段，方案设计阶段侧重于方案的快速生成，确定实现产品功能和性能所需要的设计参数，而三维参数化CAD模型库可以快速生成三维方案模型，有助于方案选型；
• 加快市场响应速度：对于快速投标项目，使用户快速生成设计方案，并快速对设计方案进行三维图形展示，占得投标先机；
• 提高有限元分析效率：用户可基于参数化模型库中的参数化模型，通过参数变更即可快速生成相应的有限元仿真分析前处理几何模型，并基于定义好的仿真分析流程模板快速生成包含求解设置和工况条件的有限元网格模型，极大提高有限元建模效率；
• 保证有限元仿真分析精度：CAE参数化模型库集成了企业内部仿真部门经过验证的的规范和经验，其保证不同分析工程师得到的仿真结果是一样的，保证了仿真分析的精度；
• 提高仿真部分在企业内部的地位：加快了仿真分析的效率和精度，提高了仿真部分在企业中的地位和作用；
• 有助于成本控制：企业的经济效益是首位的，成本控制至关重要，这就需要设计和生产尽可能少的出现反复，将设计更改和定型尽量控制在设计前端，从而大大节约成本，为企业赢得效益；
• 有助于提升企业创新设计能力：通过参数化模型库的建立，加快了产品设计速度和效率，企业将有更多的时间和精力去研究新的产品，进而逐步提升企业的创新设计能力。

后记

      2017年1月13日，中国铁路总公司的时速250公里动车组采购项目结果正式发布，中车唐山公司中标第5包12列和第6包19列，合计31列动车组，标志着唐山公司正式迈进时速250公里动车组市场，具备高速动车组和城际动车组全系列、谱系化产品批量生产能力。

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