随着汽车、船舶、农业机械等行业的迅猛发展,作为其核心组成之一的柴油机成为众人瞩目的焦点。目前国内的柴油机行业对国外技术和计算分析软件依赖比较严重,逐步丧失了高端柴油机的自主研发能力。但是,通过柴油机在中国几十年的稳定发展,国内已经建立了较为完整的柴油机技术科研体系,国内的柴油机基础理论日趋成熟。目前许多高校、科研机构和企业均对柴油机及其主要零部件的设计、计算和分析进行了深入研究,建立了先进的理论和技术体系。但是由于这些理论技术分散于各个机构和个人,不能很好地推动国内柴油机行业的发展。因此,本课题就目前国内柴油机行业的需求、现状和发展的有利条件,构建了一套柴油机设计过程自动化平台,平台实现了以下具体目标:借助国内外已有的先进技术理论,形成柴油机主要性能参数计算和主要系统的设计计算的工具集,提高柴油机设计过程中的计算效率和准确率;总结柴油机设计的经验和规范,借助专家知识,建立柴油机主要部件的设计引导工具,实现专家知识和设计过程中的CAD/CAM/CAE工具的集成,加快并指导柴油机的设计过程;合理利用企业现有的设计和计算分析软件,如奥地利的AVL软件,建立操作接口,借助规范的分析实例,降低软件的使用复杂程度,有效的解决目前企业的复杂计算分析软件应用较差的情况,降低对产品设计工程师的要求,提高设计效率和产品设计质量;形成统一的柴油机设计平台,实现CAD/CAM/CAE/PDM等系统的集成,以虚拟样机为依托,自动完成其设计文档、三维模型、设计计算与分析,保证系统之间数据的通畅流动,为企业提供国产化和集成化的设计平台。本课题有以下几个创新点:(1)基础设计计算的软件化。柴油机设计中涉及的计算分析较多,但国内很少有形成系列化的软件,并取得推广应用。而本平台的实现可以将柴油机设计中主要系统的常规计算方法软件化,推动国内柴油机计算分析软件的发展和系列化。(2) CAE分析的标准化。将柴油机主要零部件的CAE分析规范实例存储于分类管理中,任何研发人员均可借助相似实例包含的技术和方法,在以往知识规则的辅助作用下,进行CAE分析,从而简化CAE复杂软件的使用。(3)设计知识的重用。借助平台中设计参数库、规则库和PDM中的分类管理功能,实现了基于规则的知识重用和基于实例的知识重用,保证了从产品的概念设计、总体设计、零部件设计、仿真分析到优化设计的全过程以及部分加工制造过程中的知识引导、推理和重用。(4)柴油机设计过程自动化平台的实现。该平台作为国内外比较先进的柴油机设计过程自动化平台,既包含具有独自特色的关键参数和主要系统的计算、分析和设计引导,确保柴油机设计流程的准确性和规范性,还可以集成国内外先进的CAD/CAM/CAE/PDM等软件,确保了设计过程的集成化和自动化,实现了柴油机设计、计算与分析过程的无纸化;借助设计引导的功能,将柴油机的关键设计过程固化于平台中,保证了企业知识的积累,为柴油机行业提供了高效的数字化设计平台。