設計仿真 | 基于SimManager多學科協同仿真流程構建和應用
背景與目標
在復雜產品研制過程中,設計工作包括機械結構設計、控制系統設計、電子學設計、操控軟件設計、工藝設計等。需要應用不同學科的仿真軟件,包括控制仿真、結構仿真、動力學仿真.電磁效應仿真、熱仿真等
因仿真涉及多個學科,存在多變量、多目標、多約束的復雜情況,而且各個學科之間的變量之間可能還存在著耦合關系。在產品開發過程,如何考慮多學科集成設計、性能優化、成本、時間周期等諸多重要因素,在中間找到最佳的平衡點和數據羯合成為至關重要的問題。
基于這個需求,通過SimManager可構建基于流程任務的多學科協同仿真平臺,通過平臺串聯產品研發各流程模塊,并實現上下游分析任務的輸入/輸出傳遞,將仿真分析數據按照產品型號進行結構化層次管理,在任務流程中通過集成仿真分析軟件,實現仿真軟件按流程任務調用,并將相關知識與流程綁定,在任務執行中自動推送相關知識。
技術挑戰
實現多學科協同仿真流程,存在著如下的技術挑戰:
1.通過交互方式動態構建多學科協同仿真流程,支持多學科、多部門之間的協同工作.
2.工作任務拆解,將任務拆解為可執行的流程節點。
3.構建的多學科仿真流程可發布、編輯、復用;建立多學科協同仿真流程共享數據庫和資源池。
4.使仿真流程規范化,并對仿真執行過程實現監控。
解決方案
基于SimManager的多學科協同仿真流程方案包括仿真流程構建、仿真流程應用執行。
多學科協同仿真流程構建中,SimManager提供圖形化的流程定義界面,定義仿真任務的先后順序和邏輯關系。指定各個節點仿真任務的負責人、計劃時間等任務信息,指定任務節點的輸入輸出數據(參數和文件等),定義任務的激活條件。對于流程節點的關系,支持循環、判斷、并行、串行及支持嵌套子流程等方式,下面為流程構建界面的示意圖。
多學科協同仿真流程執行:在流程構建和發布后,各個學科的對應節點負責人可以按照流程定義的前后順序,開展仿真分析工作。在對應節點可以調用相應的仿真工具軟件進行界面交互操作或批處理分析工作,仿真分析結果自動存入系統中。
流程運行中可顯示流程節點的執行狀態,技術負責人和決策者可以監控仿真任務執行過程和狀態??梢垣@得:
1、直觀了解整個多學科協同仿真流程任務安排;
2、直觀了解各任務的籌備狀態,即各任務是否到時間尚未準備完所有輸入或開始執行任務,到截止日期尚未完成的任務;
3、掌握多學科協同的任務執行狀態,即哪些任務已經結束,哪些任務正在進行,后續有哪些任務。未開始、進行中、已完成的任務以顏色狀態區分。
成果與收益
系統用戶可以在線動態搭建多學科協同仿真流程并發布執行,用于多學科協同工作,實現多學科仿真流程規范化。
系統用戶可對已有的流程可以進行復用、編輯、優化。
流程執行過程中,可調用相應的工具和批處理腳本,提高協同仿真的效率。將流程節點結果和參數自動存儲到共享數據庫,并建立數據譜系和可追溯。不斷積累流程執行的方案和經驗。

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