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多学科多目标优化软件 & Isight购买

2015-08-27 22:16:22   来源:

上海全新(T-solutions)总部在上海,是达索系统CATIA授权经销商。专注于达索系统建筑与市政工程行业、汽车、能源行业的行业解决方案和产品实施、二次开发和软件销售。

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Isight是国际上最抢先的依据参数的多学科计划优化软件,将进程集成、计划优化和稳健性计划有机联络,现为法国Dassault/Simulia公司旗下拳头产品。Isight将数字技术、推理技术和计划探求技术有用融合,并把许多的需要人工结束的工作由软件结束自动化处置,也被称为“软件机器人”。可集成仿真代码并供应计划智能支撑,然后对多个计划可选计划进行评估,大大缩短了产品的计划周期,显着前进。

Isight供应专用的多学科计划优化言语MDoL来描写MDO疑问,具有极好的集成遗留程序的才干。可在异构核算机环境下结束分布式核算,并支撑并行核算;同DAKOTA一样,Isight供应了丰盛的优化算法和多种署理模型方法,具有出色的可视化功用;对多种CADCAE商用软件供应接口,如AbaqusNastranAnsysFluentCFXCatia V5等;在Isight构造中还供应了较好的依据稳健性的计划优化和依据可靠性的计划优化的功用。

Isight供应了健壮的用户界面,通过图形化工作界面,用户可以进行产品计划的进程集成、优化处置和自动化求解工作。其图形化用户界面可以分为三个功用有些,过成集成、疑问定义和计划监控。每一个功用有些都强调了计划研讨中需要的集成,自动化和监控进程。

进程集成可以快速耦合各学科、不一样编程言语和格式的仿真代码。在该界面里结束数据流和控制流的可视化,另外还供应进程的构造化视图,便当导航和操作。

软件的参数界面供应了类似电子表格方法的操作特性,便当用户快速定义计划变量、政策、捆绑和初始值。

Isight答运用户编制关于不一样疑问的任务计划,其可以是任意嵌套和组合各种算法,然后通过智能化的探求,选择新的计划点,实行仿照分析流程,并使这一进程自动化。

Isight具有4大类算法,每一种算法都在计划进程中具有特定的作用。

(1)试验计划:发现要害参数,探求计划空间。

(2)优化算法:寻找满足捆绑条件和政策函数的最佳计划计划。Isight供应了

多种优化算法。

(3)回归建模:用近似模型代替工作时间长的核算机模型,引入了三阶和四

阶照应表面模型以及Kriging模型,以快速获得答复。

(4)质量方法:寻找成功概率高并且对不确定要素不灵敏的计划计划,保证

稳健性和可靠性。

软件在产品寻优进程中,做到了实时监控进程工作,触及疑问的输入输出参数可以在实行进程中通过定制的表格或许图形进行闪现,供应了便当的控制方法和管理模式。

Isight软件是在运用中提升出来的系统性工程途径。在多学科优化言语MDOL支撑下,接受用户界面输入,通过相应的进程集成效力、疑问描写效力、可视化和数据分析效力、后处置效力以及数据库效力,以MDOL为中间,凭仗系统通讯层协议,与仿真引擎、计划学习引擎、规则引擎、运用程序接口以及第三方软件东西进行通讯。构成一个整体的、可配备的软件途径,适应于工程系统的优化计划和概括系统分析,为产品的计划优化和多学科计划分析供应了基础。



SIMULIA-Isight多学科多目标优化设计



业界挑战

CAE仿真分析已经在工业界得到了广泛的实施与应用,在帮助减少产品设计周期,降低产品设计成本方面起到了重要的作用。但是,简单的执行单一的CAE分析,只能起到以仿真替代实验的目的,验证设计的有效与否;而进行CAE分析最核心的目的是通过仿真分析来指导或修改产品设计,使其满足甚至超过最初的设计目标,而要实现CAE分析的此目的,多学科多目标设计空间探索与优化是一个必不可少的工具。

现代产品,尤其诸如飞机、汽车等高尖产品,运行环境复杂,设计考虑工况众多,在产品的总体设计阶段,因此需要进行多学科优化分析以综合考虑其整体性能。而多学科分析设计了众多分析软件,分析内容和多次分析循环,如何建立复杂的多学科仿真分析流程,并让此流程可以自动运行,可以帮助工程师自动快速的计算多种设计方案,了解设计空间,获得最优设计,这也需要一个仿真流程自动化和多学科优化工具帮助客户实现此目标。

Isight仿真流程自动化和多学科设计优化

Isight是一个仿真分析流程自动化和多学科多目标优化工具,它提供了一个可视化的灵活的仿真流程搭建平台,同时提供与多种主流CAE分析工具的专用接口,利用此工具,用户可以方便的以拖拽的方式可视化的快速建立复杂的仿真分析流程,设定和修改设计变量以及设计目标,自动进行多次分析循环。同时提供了实验设计、优化方法、近似模型和六西格玛设计等一套完整的优软件包,来帮助用户深入全面的了解产品的设计空间,明晰设计变量与设计目标之间的关系,进而实现多学科多目标优化设计。

成熟的第三方软件接口与开放的集成平台

提供包括CAE工具ANSAAbaqus,ADAMS,Nastran,ANSYS,Fluent等,CAD工具Catia,UG,Pro/E,SolidWorks,还有Matlab,Excel,Mathcad等众多工程分析中经常使用的相关工具。同时也提供通用接口Simcode与企业自有的特殊工具软件或自编程序集成。

Simulia Execution Engine(SEE,Fiper)企业级多学科仿真流程集成与优化平台

复件 照片-003_03.jpg  SEEIsight在企业级的扩展应用,除了Isight客户端外,SEE还提供基于Web的轻重级客户端,用户可以方便的通过网页的形式修改仿真设计参数,提交仿真分析流程,而作为SEE核心的SEE/ACS(Application Control System)将会统一管理整个分析中的工作流程、组件库、运行环境等核心内容,流程中的CAE分析工作也会由ACS统一分配于相应的SEE Station 进行计算,人员之间可以共享不同的分析流程,或者协同工作完成复杂的分析流程。而不同企业之间则可以通过不同ACS的信息交换来实现企业界别的多学科仿真协同。

Isight/SEE与仿真生命周期管理系统SLM无缝集成

SEE基于高可扩展性的J2EE多层体系架构,具有良好的开放性和可扩展性,支持与企业的PLM/PDM系统集成,从PDM系统中提取相关的CAD设计模型。同时可与DS/SIMULIA推出的仿真生命周期管理系统SLM无缝集成,进行仿真数据的有效管理,快速查询检索相关仿真数据,实现多仿真方案结果快速对比等。

Isight提供了完整而先进的优化技术包,包括实验设计,优化设计,近似模型和六西格玛设计,使工程师全面深入的了解产品的设计空间。

实验设计

包括:中心复合法,全因子组合法,部分因子法,Box-Behnken法,超拉丁方法,优化拉丁方法,正交数组法和参数研究法以及用户自定义的数据文件。

帮助用户了解和评估各个设计变量对设计目标的影响,便于进行设计参数的筛选以减少优化问题规模。

优化设计

包括数值优化、全局探索法、启发式优化法和多目标多准则优化算法,具体包括:Hook Jeeves模式搜索法,简约下降梯度法LSGRG2,序列二次规划法NLPQL,修正可行方向法MMFD,单纯行下山法Downhill Simplex,整数规划法MOST,满应力法Streess Ratio Optimize,直接法DIRECT Optimization,多岛遗传算法MIGA,自适应的模拟退火法ASA,进化算法Evol,多目标遗传算法NCGA,多目标遗传算法NSGA-LL,微观遗传算法AMGA,粒子群法Particle Swarm,全智能优化器Pointer

并支持任意组合合优化策略,取长补短。

近似模型

提供相应模型(RSM),正交多项式拟合,Kringing近似模型,和径向基函数(RBS)神经网络等近似模型。

帮助用户快速拟合生成数学代理模型,从而避免在需要多次迭代计算的优化工程中运行大规模的CAE分析模型。

六西格玛设计

提供蒙特卡洛分析,可靠性分析,基于可靠性的优化设计,(动态、静态)田口(Taguchi)稳健性设计,以及六西格玛设计等多种质量控制方法。

帮助设计人员搜寻不仅理论上可行,而且实际上(存在随机波动)也同样可行的设计方案。

Boeing军机事业部利用Isignt构建快速飞机设计平台

波音军机事业部(Bocing Military),利用Isight/Fiper构建自己的飞机总体设计平台CAVSIM(Conceptual Air Vehicle SIMulation),通过集成三维设计软件CATIA,飞机总体设计软件AVID ACS,快速构建仿真分析流程,结合Isight优化工具,快速做出设计决策。如利用次平台,可以将翼型优化的设计周期从两个月减少到四天,大幅度提高设计效率,拓展设计空间,迅速获得最优设计方案,并直接给出三维设计CAD模型。

欧盟VIVACE项目选择Isight/Fiper提高飞机发动及发动机性能设计

VIVACE(Value Improvement through a Virtual Aeronautical Collaborative Enterprise),是欧盟资助的研究计划,其目的是通过开发虚拟的合作工程环境以改善飞机和发动机设计流程。

Vivace计划中的虚拟飞机设计和虚拟发动机设计均采用Isight/Fiper多学科多目标优化解决方案。通过Vivace项目的成功实施,飞机研制总费用(从新飞机设计到市场销售)降低5%,减少飞机最后研制成本(final development phase costs)5%,缩短飞机研制周期30%,新型发动机研制费用降低50%。充分体现了多学科多目标优化和跨部门跨区域协同仿真的优势。

GE发动机部,P&W采用Isight/Fiper进行航空发动机多学科多目标设计

GE发动机采用Isight/Fiper的流程自动化和多学科多目标解决方案,进行GE90发动机改型,单机减重250lb,比油耗下降1%,每个引擎节省近25万美金,而整个工作在3个月内完成,产生了巨大的经济效益。Isight/Fiper几乎被应用于GE所有发动机的研发设计中,包括其为波音787飞机设计GEnx发动机。

P&WIsight最大的商业客户之一,Isight在叶型多目标气动优化,透平高低压缸过度段设计等近40多个领域得到广泛应用,同时P&W利用Fiper技术构建其企业级多学科优化设计平台。其为F-35联合攻击机设计的F-135发动机即采用Isight/Fiper优化技术,为整个项目节省成本超过千万美金。

唐山轨道客车采用Isight进行受电弓导流罩多学科优化设计

针对高速动车的受电弓、导流进行气动性能,结构强度多学科优化设计,实现满足强度刚度要求下得最小气动阻力,最小质量的导流罩外形。

通过Isight集成网格参数化工具Scupltor,气动仿真软件Star-ccm+,强度分析软件Abaqus,建立分布式多学科调用流程。通过实验设计,近似建模,多目标优化,最终实现气动阻力降低3.9%,导流罩质量减少13.3%,同时满足刚度与强度设计规范要求。

丰田汽车利用Isight进行整车碰撞多目标优化分析

丰田汽车需要优化某款车型车身9个部件厚度以提高整车碰撞性能指标,减少B柱加速度,降低地板插入位移,同时希望不增加汽车质量。利用Isight集成PamCrash(整车模型规模超过5万个单元,计算时间为80毫米),进行一系列的优化后,整车性能(B柱加速度,底板插入位移)有近8%的提高,而整车的质量降低了10kg.成功完成最初的优化设计目标。

泛亚汽车采用Isight进行白车身多学科多目标优化前期设计

泛亚汽车利用Isight对某车型白车身进行多学科多目标优化分析。设计变量涉及了结构梁位置、角度、截面尺寸、板厚、材料等58个参数,以满足包括白车身刚度、模态、100%刚性墙碰撞、40%偏置碰撞、侧撞等在内的多个设计目标。通过分析可以找出对各项性能有较大的影响的白车身设计参数,同时发现各性能指标随工程更改可能出现的变化趋势,这对项目后期针对工程问题做出正确的决定非常重要。同时了解白车身满足各设计目标的最大减重可能以及保持设计成本时的最大产品设计潜能,并可以在多个目标值之间进行权衡分析,以对整个设计空间进行全面深入的了解。