CAI对于大多数制造企业的设计人员来说,是一个比较陌生的概念。在2007年中国武汉制造业信息化峰会上,记者有幸邀访了亿维讯集团中国区总经理赵敏,就CAI相关的问题进行了一些咨询,以下将主要的内容与大家共享,希望对大家有所帮助。
蒋汉桥:说到CAI,我一直有一个疑惑,CAI到底是一种产品还是一种思想方法?
赵敏:说CAI是思想方法是一种误解。CAI本身是产品,它是一个技术创新的工具,也是一个知识管理的平台。一般说的CAI的思想方法是指CAI里面的TRIZ理论。其它的产品里面一般也会包含一些理论,比如CAD中就有布尔运算的理论、拓扑运算的理论、曲面运算的理论等等。CAI当中的核心理论就是TRIZ,而TRIZ带有一些创新的思维、创新的方法、创新的一些软工具等等。因为有TRIZ理论,很多创新过程可以做到流程化、程序化、电子化,能够很好的放到计算机中来。以TRIZ为核心,加上本体论、现代设计方法学、语义解析技术等等就生成的CAI。CAI成为了一种信息化工具,它里面有创新理论,还有创新技术、信息技术等等。CAI是工具,TRIZ是方法学。
蒋汉桥:CAI的使用过程大概是怎样的?是不是先画一个三维模型再用CAI工具做改进?
赵敏:你的这种想法偏向CAD了,因为大家都对CAD比较熟悉,CAI不是这样的。CAI有输入和输出。CAI的输入是一些问题,比如说曲轴断了、噪声过大、电子产品信号接收不好、大屏幕彩电屏幕亮度不够、机器过热等等,这些问题如果解决了,就是一个创新的结果,这个是很直接的。它和CAD不一样,CAD只解决了概念表达的问题,CAE也不过是在确定的概念基础上,让它达到最优非常好的。而CAI做的事情在原理上,在实现的机制上可能完全不同。比如一个键盘,一般情况下就是一个长方板上有若干个键,但是实际上我可以把它设计成带铰接的、能够卷曲的、甚至是完全没有物理键盘的。现在有一个小的仪器,它可以照射出一个红色的光影键盘,它技术系统中的基本原理都发生了变化,作为一个键盘的物理本身都不存在了,但是它仍然可以实现键盘的功能,它只是用不同的技术和原理实现的。CAI会生成新的设计概念,用新的原理来替代实现原来的功能,这个是真正的创新。总结一下,CAI是生成设计概念,CAD是表达设计概念。
蒋汉桥:您所说的输入输出还是很模糊,比如噪声过大这样的问题怎么输入计算机呢?计算机又是如何来处理问题的呢?
赵敏:CAI的输出是一套产品改进的方案,而输入是问题。问题可以用文字描述或者用图片显示,甚至可以照一张照片来显示。比如照片可以显示叶轮根部有裂纹等等。冷却不好、噪音大等一些问题可以用文字输入。问题可以是物理的、化学的、结构的或其他的问题。当把这些问题提出来以后,一般会进行四个步骤:一要分析问题,二要定位问题,三是进行问题分解,四是寻找解决问题的资源等等。这个资源有系统内部的资源以及外部的资源,有时候发现现成的资源一用上,就能很好的解决问题。TRIZ的基本解决思想就是,用最简单的结构、最少的零部件数量来实现同样的功能,这是它的追求,而且要没有任何毒副作用。TRIZ里面很多设计的精神是比较符合科学发展观的。它要求产品有用的功能尽量要高,成本尽量要低,除了性价比以外,同时要求无用的功能和副作用尽量要低。比如设计一个仪器,过热、废水、废气、光污染等各种各样的毒副作用都要最小,这是分析问题;然后就是定位问题,接着就是解决问题。知道了问题是什么,通过TRIZ里面基本的解决问题的原理、方法来创意它,或者通过知识库寻找类似的、相近的解决方案,获得启发解决问题。知识库中没有的话还可以连到欧、美、日、中国这几大专利知识库中寻找更广泛的专利,找到相关的案例后,很可能可以获得最终的结论。另外还可以进行方案的评估,评估可以是主观的或者客观的,最后确定的一个方案,就可以作为输入问题的解决方案。
输出就是一个经过评价的,给客户做最终结论的改进方案。有了基本方案后,设计、改进的概念就出来了,然后再拿到CAD/CAE中去实行。所以,CAI还是相当于CAX的一个前端。在CAD/CAM/CAE中,CAE怎么做分析更好,CAM怎么做刀轨更好,CAD怎么做设计更好,CAI都可以帮你来做。
蒋汉桥:CAI技术有没有行业限制?
赵敏:没有,所有的制造业包括非制造业都可以应用。CAI能让现有的CAD/CAM/CAE会更好用一些。以前大家都是凭想象做设计,现在有一套信息化系统可以提供一些概念来做设计,这样可以加快改进的速度,它是促进技术创新的工具。
CAI另一个优点就是,它弥补了两种解决方案的不足。一方面它弥补了CAX无法生成设计概念的不足;另一方面,它弥补了现有的PDM/PLM软件无法管理创意类、启发类的设计知识的不足。有这样一个问题,我们引进国外的技术,当整套整箱的图纸拿来的时候,看到的图纸都是详细的设计结果,但是这个结果是根据什么样的原理,方法和创意创造出来的呢?这个我们无法知道。现在国家大力提倡自主创新,原始创新,吸收消化再创新等等,其中原始创新放在最为关键的位置上。原始创新真正想出来的地方就是概念创新,生成了好的概念和原理,就是原始创新。原始创新必须是在概念设计阶段做出来,而目前PDM不管概念设计阶段的创意类的知识,比如启发类的、KNOW HOW类的知识,它管理的只是做出来的结果,这是一个很大的问题。因此,现在将面向研发、创意类知识的知识管理提到了意识层面上,CAI就是一个既基于方法又基于知识的软件,它本身就是一个知识管理平台。
CAI理念不仅有TRIZ的原理和方法,而且有大量的知识。我们用以文字兼有动画的这样的方式来表达一个好的原理、方法,或者一个KNOW HOW。为什么用动画呢?因为很明显,没有什么东西比用图形表达知识更好。
蒋汉桥:您刚才说到问题可以用文字的方式输入,计算机能够理解输入的文字吗?中文也可以吗?
赵敏:CAI有自己的语义解析,并且自动的匹配相近或者相同的词,能够做到语义同译,句法同译,语句同译。目前的系统内部是基于英文的,外部表现可以基于中文。语意解析在英文上是过关的,但是中文还没有过关,因为中文的歧义比较多。
蒋汉桥:什么样的企业需要使用CAI呢,如果要用的话在企业中如何配置比较合适?
赵敏:CAI适用于所有的机械制造企业,只要是有产品的就可以用。TRIZ流程在金融、医学方面也有比较多的运用。在企业中,CAI不必要像CAD那样人手一套,我觉得大概5-10人用一套就差不多了。CAI不像CAD那样直接做设计,它一般的用途要么是设计一个全新的产品,要么是对一个现有的产品进行改型。当你明显的感觉到产品的一个参数不行,或者有若干个性能上不去的话,就需要想办法改进,而这个时候CAI就可能比较有帮助。
蒋汉桥:如果脱离软件,只学习TRIZ与应用CAI软件的差距在哪里?
赵敏:TRIZ需要记的东西比较多。五、六十年前,TRIZ理论直接被一些专家、科学家使用,但是在TRIZ理论里面,有大量的公式需要去记忆。当把这理论通过软件以后,在操作上就很方便、很快呢,效率会有大幅度的提升。
访谈过程中,赵总还举了一些直观的例子,限于篇幅,没有整理出来,比如电信设备发热和辐射防护这样矛盾的例子(防护板孔太小不容易散热,而防护板孔太大则辐射较大),通过CAI能够很好得出解决矛盾的办法,方案虽然很简单,但是靠人想还真是不容易想到。整体感觉,CAI对于产品创新应该还是比较有帮助的。(e-works)