【工業軟件學習營】總第78講，于2022年4月15日如期舉行，本期講師是北京瑞風協同科技股份有限公司首席技術官王可，中國圖學會專業委員會委員，國家標準化技術委員會委員。
本期課程重點分為以下四個方面：研究背景、研究內容、科研活動數字化關鍵技術、應用及展望。
一、研究背景
1、數字化技術的核心內容
核心內容：
1）科研實體數字化：科研領域可具象的物理對象的數字化：設備、工具、設施、環境……
2）科研活動數字化；科研領域各種行為及變化的數字化：論證、設計、制造、試驗……
3）科研知識數字化：科研領域積累的智慧資產的數字化：標準、規范、案例、模板……
2、科研活動中數字化技術應用需求
? 大量的歷史科研成果是以紙質/音像等非電子化形式存在；無法分享、難以管理、失效風險。
? 大量的現代科研文件是以文本/圖片等非數字化形式保存；沒有量化、缺少關聯、無法確保完整性一致性，依賴人來處理，無法自動化。
? 在科研活動中，大量的業務流程、活動指令、會議決策沒有數字化工具支持；難以準確理解、準確執行、準確驗證， 同步差、協調差數學模型。
3、科研活動中數字化現狀
l 歐美的科研信息化：
? 美國：2007年美國NSF發布《21世紀科學研究的信息化基礎設施》
? 英國：2008年提出《 e-Sicence 計劃》，第一個建立e-Sicence網格的國家
? 歐盟：GEANT2計劃、EGEE計劃、DEISA計劃……
l 中科院的科研信息化：
? 打造數字科學院（digitalCAS）的長遠戰略目標
? 以科研信息化（e-Sciense）/科研管理信息化（ARP）為主要內容
? 以信息化基礎設施有力推進科學院工作
二、研究內容及途徑
1、科研活動數字化的重點研究內容
1）科研活動基本分類：
理論研究： 基礎科學、理論、原理
科技實踐： 設計/制造/試驗/應用
數字仿真： 數值仿真（連續型），流程仿真（離散型）
2）科研活動數字化手段分類：
科研技術數字化：產品設計手段、分析/計算手段、試驗/測試手段…
科研管理數字化：項目管理、質量管理、團隊管理、標準管理…
2、科研活動的特性分析
l 科研活動的六個維度：
1）需求：活動的背景、歷史淵源、活動的必要性…
2）目標：希望解決的問題、達到的高度/深度/廣度……
3）主客體：有關聯的各方，主動采取動作者、被動承受動作者…
4）時間：啟動時間、結束時間、延續時間、時間條件（先后順序等)
5）空間：活動開展的空間環境
6）方式：活動開展的樣式，包括策略、方法、途徑…
3、科研活動數字化的目標設定
l 科研活動數字化的目標：
1）規范活動規劃：采用科學手段,消除隨意性、經驗依賴、難以溝通等問題…
2）控制活動風險：進度風險、質量風險、協作風險、資源風險……
3）預測活動結果：提前預知能否達成目標，能否解決問題、提高效率…
4) 評估能力效能：能力是否具備、是否充分發揮…
5）促進活動改進：業務能力升級、資源合理利用、總體效益提升…
4、科研活動數字化的途徑
三、關鍵技術：科研活動建模仿真
1．科研活動建模基本要素
? 活動的主體
? 活動的流程
? 活動的環節
? 活動的驅動因素和影響因素
? 活動的狀態操作
2．活動的仿真計算
3．科研活動的分析評估
1）目標達成情況：時間/數量/質量/影響…
2）活動執行情況：平穩（均值/峰值/均方差…)、趨勢
3）能力發揮程度：能力是否具備、能否充分發揮…
4）問題集中區域：聚類分析、敏感分析
四、應用及展望
1、活動數字化建模應用案例
1) 裝備試訓分析
l 仿真模型
l 部隊模型
l 任務/計劃模型
l 裝備模型
l 環境/場景模型
l 設施/資源模型
2、生產企業的活動仿真分析
1) 仿真模型
l 車間/班組模型
l 任務/計劃模型
l 生產設備模型
l 工廠環境模型
l 設施/資源模型
3、科研活動的數字化應用展望
1）MBSE的思想將逐步推廣到科研管理領域
2）UML/SysML建模技術更多應用到科研活動的規劃中
3）數字化工具把科研管理活動、科研技術活動聯結起來
4）虛擬活動、虛擬評估、平行活動 等業務形態 逐漸興起……
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作者：小瑞
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