? ? OPTIMUS是指過程集成和優(yōu)化設(shè)計軟件,集成CAD/CAE仿真工具,實現(xiàn)仿真流程自動化,包括試驗設(shè)計、單目標/多目標優(yōu)化、魯棒性/可靠性設(shè)計等模塊,是多學(xué)科仿真設(shè)計輔助工具。? ??
1. 工作流集成
? ?OPTIMUS能集成任何仿真軟件并驅(qū)動多學(xué)科工作流,包括市場上現(xiàn)有的商用程序和用戶自開發(fā)程序,比如NASTRAN、LS-DYNA、HYPERMESH、FLUENT、MATLAB等,涉及到了應(yīng)力分析,碰撞分析,流體流動,聲光電熱磁等領(lǐng)域,同樣可以集成用戶用FORTRAN,C語言等編寫的程序。
2. 試驗設(shè)計和響應(yīng)面
? ?工程師通常對一個研究對象要通過多次試驗了解其特性,尤其是設(shè)計變量和產(chǎn)品性能之間的關(guān)系。在仿真試驗中,工程師通過多個樣本點的試驗,達到了解研究對象的目的。試驗設(shè)計的目的是對樣本點的選取進行科學(xué)的設(shè)計,用較少的試驗樣本得到更多的信息。OPTIMUS通過數(shù)值計算技術(shù)和統(tǒng)計方法,選擇并分析一系列虛擬的試驗樣本,幫助工程師了解設(shè)計參數(shù)和產(chǎn)品性能之間的相關(guān)性和敏感度。在設(shè)計空間探索的樣本點上可以建立響應(yīng)面模型,幫助工程師通過利用現(xiàn)有的實驗樣本信息大限度地改進產(chǎn)品設(shè)計。
3. 優(yōu)化設(shè)計
? ?OPTIMUS包含多種優(yōu)化方法,針對不同的問題如單目標優(yōu)化和多目標優(yōu)化問題。當評估新的產(chǎn)品設(shè)計方案時,工程師經(jīng)常需要在多個相互沖突的設(shè)計指標之間進行取舍,往往很難滿足所有指標,也就無法確定是否已經(jīng)找到了佳設(shè)計。Optimus提供的參數(shù)優(yōu)化算法能自動調(diào)整仿真模型中的設(shè)計參數(shù),提供滿足各個設(shè)計指標的多種優(yōu)化設(shè)計方案,供設(shè)計人員根據(jù)具體需求進行選擇。OPTIMUS可以通過基于導(dǎo)數(shù)的快速尋優(yōu)算法和先進的遺傳算法的結(jié)合,在復(fù)雜的設(shè)計問題中尋找優(yōu)設(shè)計。多目標優(yōu)化算法能找到帕雷托前沿(Pareto fronts),再多個相互沖突的設(shè)計目標中找到優(yōu)設(shè)計。
4. 可靠性和魯棒性
? ?由于制造公差和材料特性等不確定性因素,設(shè)計參數(shù)可能在設(shè)計名義值附近有所波動。很多時候,這些波動造成了意料之外的產(chǎn)品功能損失和質(zhì)量問題。OPTIMUS能通過對設(shè)計空間的探索,找到產(chǎn)品性能對設(shè)計參數(shù)波動敏感低的設(shè)計方案,既達到可靠性要求。魯棒性設(shè)計則是找到一種設(shè)計,當設(shè)計參數(shù)發(fā)生小的波動時,產(chǎn)品性能變化不會太大,性能的波動在允許的質(zhì)量變化范圍以內(nèi),保證產(chǎn)品的穩(wěn)健性。OPTIMUS包含多個魯棒性可靠性設(shè)計方法,可以針對不同的問題類型進行優(yōu)化設(shè)計。
5. 并行
? ? OPTIMUS的并行功能使得工程師能夠充分利用計算機資源,采用多CPU并行計算,包括多CPU的工作站、計算機集群和并行資源管理系統(tǒng),且工作流層和算法層均可并行計算,大大減少計算耗時。