数字身体发展系统（DBDS）研报总结
摘要
数字身体发展系统（DBDS）是一个耗资1060万美元、为期4年的NIST ATP项目，旨在通过改进发射问题解决流程来缩短发射车辆的时间。该项目基于虚拟功能性构建和基于智能代理的决策支持系统两个概念，提出了一种集成虚拟装配仿真、问题识别和解决方案生成与评估的创新架构，以简化发射流程。
车身开发的重要性与挑战
车身是车辆系统中最重要的部分之一，在车辆型号发布方面被认为是最重要的车辆系统。功能构建是车辆发布过程中的关键步骤，但由于生产工具通常尚未可用，车体通过螺丝和铆钉固定，被称为“螺丝车体”。经验丰富的专家会检查螺丝车体，以决定各个部件之间的间隙和干涉条件是否足够，从而需要更改模具、焊接工具、夹具位置等。功能构建评估车体通常需要3个或更多次，既昂贵又耗时。尽管许多努力集中在改进产品设计上，相对较少的努力集中在改进车辆发布上，尤其是与车身相关方面。在发布过程中提高车身质量会导致客户满意度提高。
虚拟功能性构建（VFB）
虚拟功能性构建（VFB）是功能构建的进化形式，通过光学测量技术（如激光扫描仪和白光系统）获取部件数据，并在虚拟环境中进行组装，以节省时间和成本。VFB的主要优势包括：
- 无需将所有部件发送到中央地点进行组装，避免了复杂的物流协调。
- 组装虚拟部件表示的速度远快于物理部件，且可以快速评估模具变化对车身组装的影响。
DBDS系统架构
DBDS系统包括三个主要子系统：
- 数据准备和存储模块（DPRM）：收集、检查和存储系统内所有数据，包括历史问题解决方案数据库和项目管理与沟通工具。
- 虚拟组装和仿真引擎（VASE）：使用虚拟装配仿真预测尺寸质量，如UGS PLM VisVSA V5.1。
- 解决方案生成和评估模块（SGEM）：通过集成虚拟装配仿真、问题识别和解决方案生成与评估来简化发射流程。
解决方案生成与评估
DBDS通过以下方式克服传统决策制定过程中的问题：
- 减少问题空间：识别将推动解决方案生成和评估的临界问题。
- 引入根本原因信息：开始引入与问题关联到根本原因相关联的信息。
群体案例检索
DBDS包含一个基于代理的案例检索网络（CRN），用于确定给定问题领域最佳解决方案：
- 领域聚集：测量点聚类成特征分量，以提供可选用解决方案的相关度指标。
- 自适应启发式搜索：APSE搜索代理种群探索潜在解空间，并通过连续模拟运行和粒子群优化（PSO）算法评估解决方案。
动态求解器
动态求解器分析问题，随着基础设计在现实中的显现，提供高性能解决方案的高质量检索：
- 自适应过程：通过操纵当前问题症状的描述来提供高性能解决方案。
- 细粒度代理系统：持续地重新排列测量点，形成问题特征的组件。
结论
DBDS通过集成虚拟装配仿真、问题识别和解决方案生成与评估，以及利用基于案例的求解器和自适应启发式搜索，为车身开发团队提供了一个强大的决策支持系统。该系统旨在通过数据驱动的方法提高决策质量和速度，从而降低成本并缩短车辆发布时间。
关键数据
- 项目耗资：1060万美元
- 项目周期：4年
- 参与组织：14个组织联盟
研究结论
DBDS通过改进发射问题解决流程，显著缩短了发射车辆的时间，并通过虚拟功能性构建和基于智能代理的决策支持系统，提高了车身开发效率和客户满意度。
