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1、DIGITAL INDUSTRIES SOFTWARE提升产品开发水平拥抱建模和仿真，促进企业数字化转型-作者：汤姆 朗(Tom Lange)内容摘要对客户而言，购物的关键在于对购买的产品是否有信心。客户的购买习惯正在发生改变，他 们更加关心产品用料来源。另外，客户还希望厂商能够保证产品功能符合预期，并提供当前 趋势和专业产品的获取渠道。即便客户对消费品公司有诸多要求，但仍希望企业能快速交付 产品。再者，买家也不会顾及制造商满足他们的期望需要付出的代价。另外，人们还普遍认 为开发和生产这些产品相对简单，从而想当然地以为生产消费品比生产汽车等复杂产品更快。 造的难度不以为然。他们所关心的始终是产

2、品多快能 到手，是否能够满足其特定需求和期望。因此，时 间或时间不足也就成了备受制造商关注的痛点之一。产品上市速度可以决定产品发布的成败。由此提出一个问题：企业如何继续以期望的质量开 发产品，同时加快产品生产速度以跟上消费者需求？再具体点，CP&R（消费品和零售）企业可以采用什么 方法来加快此进程？答案就在于建模和仿真。如上所 述，消费品复杂性与日俱增，个中原因很多，比如法 规监管日益严苛、消费者需求不断提高，以及企业需 要开发新产品以保持竞争优势和跟上发展趋势。对于开发汽车和医疗器械这样的产品，鉴于其复杂性，投资仿真和建模不仅具有良好的商业意义，对创造产 品也必不可少。但对于消费品和零售企业

3、，建模和仿 真在开发新产品时往往会遭到忽视。我将通过这一系列的三篇文章尝试回答以下问题：什么是建模和仿真？为什么消费品企业需要对其投资？Siemens Digital Industries Software2白皮书-提升产品开发水平 摘要首先，我们先来看看一些误区。包括开源和云在内，建模和仿真(M&S)是否基本免 费？尽管一些软件是免费的，而云看似免费，但建模 和仿真却是一项业务决策，旨在补充或替代正在做的 事，而不增加任何成本。您也许会想，“这和我的业务有什么关系？我用现有测 试工具就可以轻松解决问题。”这种错误观念源于以下 事实：企业内部人员常常建议进行建模和仿真。但毕 竟很多好技术都没能

4、转化为商业价值。您不应该凡事 都补充建模和仿真流程。对建模和仿真投入的资金应来 自替换下来的成本以及节省下的创新时间。要提供业务相关决策支持，就要围绕必要性给出预测 或回答一些业务方面的问题。给出预测或解释业务问 题就是“业务相关决策支持”背后的含义。以下是我们利用建模和仿真解决的一些问题：从瓶子移除多少塑料还能保证瓶子足够坚固并能 完好无损地送达交易地点？盖子会漏吗？如果在烤炉中增加更多气流，烘焙、烤制或干燥 的速度能提高多少？如果在配方中加入香料，新配方是否耐储存？如果改变罐子的填充液位、搅拌器或批次成分粘 度，是否也会改变批次充分搅拌的时间？能否在夏天将产品运到德克萨斯州，而产品不需 要

5、冷藏，也不会融化？这里的基本商业概念是什么？建模和仿真有助于解决 因成本或时间限制而无法通过测试解决的问题。在大 多数情况下，对新产品或改进进行完整的工厂测试要 么不切实际，要么费用过高。什么是建模和仿真？它与其他业务流程有何区别？摘要Siemens Digital Industries Software3白皮书-提升产品开发水平 而研发和某些工程支出往往侧重于需要测试的新概念。尽管如此，借助科学和数学方法，我们可以将测试简 化为多个未知因素，并通过方程显示整个行为。有了 这些方程，科学家和工程师就可以利用实验室、试点 工厂和工厂测试预算来研究上述未知因素。就此而言，航空行业无疑是一个典范示例

6、。大约 120 年前，莱特兄弟利用风洞、经验计算（在那个没有计 算机的时代，相当于建模和仿真）、小型风筝及其他实 验方法，成功实现了人类首次受控飞行。即使在 75 年前，似乎也无法想象航空行业会通过计算求解基流 方程（例如描述湍流现象的纳维-斯托克斯方程），但 它确实做到了。基于以方程表达的原理通过计算求解方程高性能计算(HPC)及其支持的仿真软件在过去半个世 纪给技术和工程带来了巨大改变，其程度相当于航空 行业在过去一个世纪对出行带来的改变。它是如何做到的？高性能计算(HPC)通过将任务分解 成小块来确定其工作原理。这些小块的行为很容易弄 清楚并组合在一起。因此，对整个系统的复杂行为进 行仿