【工业软件学习营】总第78讲，于2022年4月15日如期举行，本期讲师是北京瑞风协同科技股份有限公司首席技术官王可，中国图学会专业委员会委员，国家标准化技术委员会委员。
本期课程重点分为以下四个方面：研究背景、研究内容、科研活动数字化关键技术、应用及展望。
一、研究背景
1、数字化技术的核心内容
核心内容：
1）科研实体数字化：科研领域可具象的物理对象的数字化：设备、工具、设施、环境……
2）科研活动数字化；科研领域各种行为及变化的数字化：论证、设计、制造、试验……
3）科研知识数字化：科研领域积累的智慧资产的数字化：标准、规范、案例、模板……
2、科研活动中数字化技术应用需求
Ø 大量的历史科研成果是以纸质/音像等非电子化形式存在；无法分享、难以管理、失效风险。
Ø 大量的现代科研文件是以文本/图片等非数字化形式保存；没有量化、缺少关联、无法确保完整性一致性，依赖人来处理，无法自动化。
Ø 在科研活动中，大量的业务流程、活动指令、会议决策没有数字化工具支持；难以准确理解、准确执行、准确验证， 同步差、协调差数学模型。
3、科研活动中数字化现状
l 欧美的科研信息化：
Ø 美国：2007年美国NSF发布《21世纪科学研究的信息化基础设施》
Ø 英国：2008年提出《 e-Sicence 计划》，第一个建立e-Sicence网格的国家
Ø 欧盟：GEANT2计划、EGEE计划、DEISA计划……
l 中科院的科研信息化：
Ø 打造数字科学院（digitalCAS）的长远战略目标
Ø 以科研信息化（e-Sciense）/科研管理信息化（ARP）为主要内容
Ø 以信息化基础设施有力推进科学院工作
二、研究内容及途径
1、科研活动数字化的重点研究内容
1）科研活动基本分类：
理论研究： 基础科学、理论、原理
科技实践： 设计/制造/试验/应用
数字仿真： 数值仿真（连续型），流程仿真（离散型）
2）科研活动数字化手段分类：
科研技术数字化：产品设计手段、分析/计算手段、试验/测试手段…
科研管理数字化：项目管理、质量管理、团队管理、标准管理…
2、科研活动的特性分析
l 科研活动的六个维度：
1）需求：活动的背景、历史渊源、活动的必要性…
2）目标：希望解决的问题、达到的高度/深度/广度……
3）主客体：有关联的各方，主动采取动作者、被动承受动作者…
4）时间：启动时间、结束时间、延续时间、时间条件（先后顺序等)
5）空间：活动开展的空间环境
6）方式：活动开展的样式，包括策略、方法、途径…
3、科研活动数字化的目标设定
l 科研活动数字化的目标：
1）规范活动规划：采用科学手段,消除随意性、经验依赖、难以沟通等问题…
2）控制活动风险：进度风险、质量风险、协作风险、资源风险……
3）预测活动结果：提前预知能否达成目标，能否解决问题、提高效率…
4) 评估能力效能：能力是否具备、是否充分发挥…
5）促进活动改进：业务能力升级、资源合理利用、总体效益提升…
4、科研活动数字化的途径
三、关键技术：科研活动建模仿真
1．科研活动建模基本要素
Ø 活动的主体
Ø 活动的流程
Ø 活动的环节
Ø 活动的驱动因素和影响因素
Ø 活动的状态操作
2．活动的仿真计算
3．科研活动的分析评估
1）目标达成情况：时间/数量/质量/影响…
2）活动执行情况：平稳（均值/峰值/均方差…)、趋势
3）能力发挥程度：能力是否具备、能否充分发挥…
4）问题集中区域：聚类分析、敏感分析
四、应用及展望
1、活动数字化建模应用案例
1) 装备试训分析
l 仿真模型
l 部队模型
l 任务/计划模型
l 装备模型
l 环境/场景模型
l 设施/资源模型
2、生产企业的活动仿真分析
1) 仿真模型
l 车间/班组模型
l 任务/计划模型
l 生产设备模型
l 工厂环境模型
l 设施/资源模型
3、科研活动的数字化应用展望
1）MBSE的思想将逐步推广到科研管理领域
2）UML/SysML建模技术更多应用到科研活动的规划中
3）数字化工具把科研管理活动、科研技术活动联结起来
4）虚拟活动、虚拟评估、平行活动 等业务形态 逐渐兴起……
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作者：小瑞
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