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OPTIMUS — 过程集成与多学科优化平台

  1.         比利时 NOESIS SOLUTION 公司的 OPTIMUS 是专业的过程集成与设计优化(PIDO)工具,采用图形操作界面,快速整合产品设计过程中的各种 CAD/CAE 软件,实现自动化的仿真、方案对比,寻求性能更优的设计参数方案。

 

产品介绍

        OPTIMUS 针对多学科的设计参数进行分析以及优化,基于图形化的用户界面或者 Python 程序调用进行仿真流程集成、试验设计、响应面建模、参数更优化设计以及鲁棒性与可靠性分析设计等,提高产品合格率及可靠性,同时降低生产成本,提高整体的经济效益。

 

        在OPTIMUS平台下,可管理多学科的仿真流程及数据,自动显示和探索设计空间,多角度定量地分析设计参数对产品性能的影响,从全局角度快速确定能满足产品性能要求的各设计参数的更小范围,根据设计参数的公差预测使得产品性能更佳的设计参数组合。通过OPTIMUS平台可实现产品设计过程中的自动性能优化、缩短验证迭代周期,并且实现多学科、多指标参数的均衡优化,能对产品设计部门的设计变更给出明确指导意见,帮助工程师了解设计问题,如设计参数与设计指标间的灵敏度分析、相关性分析、可靠性分析等,提高产品性能的同时降低成本、缩短设计时间。

 

•  多学科仿真流程集成及自动化运行

        综合考虑力、热、声、电、磁、光等多个学科的约束条件及优化目标,把用于三维建模、前后处理、求解器等软件 / 程序按照分析流程的执行顺序管理起来,在同一平台下自动调用各工具执行多学科耦合仿真分析。

 

 

•  分布式仿真流程并行运算

        支持工作流层、算法层以及求解器层三种并行方式协同并行;支持分布式并行计算;支持异构操作系统(Windows/Linux/Unix),能够将并行任务分布到网络中其它计算机中计算,有效的利用了企业资源来缩短优化设计周期。

 

•  试验设计

        科学地确定试验或仿真方案的参数组合,用尽可能少的试验样本点数获取更多的输入及输出信息,实现参数灵敏度分析、相关性分析等。

 

•  响应面建模

        建立设计参数与产品性能之间的数学关系,具备自动选择响应面模型的能力,能快速预测产品性能,提供信赖域功能帮助用户进行快速方案设计。

 

•  优化设计

        结合全局寻优算法与局部寻优算法,快速准确获得满足设计要求的更优设计参数组合及性能指标。支持多目标优化以及离散量优化,能够基于响应面的优化,自带多种工业验证的优化算法,提供算法接口,用户可自定义优化算法。

 

•  参数标定

        基于仿真结果与实验数据的误差,采用优化算法,自动标定仿真模型中难以确定的参数。

 

•  可靠性和鲁棒性分析

        基于试验数据或仿真结果,分析产品的可靠度以及产品性能受公差影响的波动幅度,并采用优化算法自动进行可靠性和稳健性的优化设计。

 

应用 & 案例

        电动机控制系统的设计涉及机械、电气和控制等多个学科。OPTIMUS 通过集成 Simulink、ANSYS 的模型及数据等,利用其强大的优化算法在不需要用户干涉的情况下,自动修改电动机的磁极宽度、激励信号,以优化电动机的输出扭矩波纹和开关损耗,如下各图所示:

 

<span style="caret-color: rgb(62, 62, 62); color: rgb(62, 62, 62); font-family: -apple-system-font, BlinkMacSystemFont, " helvetica="" neue",="" "pingfang="" sc",="" "hiragino="" sans="" gb",="" "microsoft="" yahei="" ui",="" yahei",="" arial,="" sans-serif;="" letter-spacing:="" 0.5440000295639038px;"="">电动机控制系统仿真 OPTIMUS 工作流

 

  

优化前后的电动机的输出扭矩和转速

 

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