2022年优化软件OPTIMUS软件功能简介 .pdf

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1、多学科集成优化平台软件OPTIMUS 简介一、多学科集成优化平台OPTIMUS 作为多学科的仿真集成平台，能够集成并自动化用户的多学科仿真分析流程，实现设计 -修改 -再分析自动化，能应用现代设计方法（至少包括试验设计、敏感度分析、响应面建模、参数优化、参数识别、可靠性设计、鲁棒性设计）实现综合优化和自动化分析。软件涉及的学科包括几何造型、结构分析、计算流体力学、控制、动力学、冲击碰撞、震动噪声和疲劳等领域。要求能够集成这些学科所涉及到的CAD/CAE 商用软件、 以及用户自开发的（基于C/C+、 Visual Basic、 Fortran、Java、以及其他编程语言）的程序代码。OPTIMU

2、S 具备形成完整的集成优化设计综合环境，能够很方便地集成已有的成熟仿真工作流程并且自动运行。OTIMUS建立的工作流应能作为模板保存使用。工作流的管理可以定制， 并支持远程调用和基于计算机集群的并行运行方式，充分利用硬件资源，提升运行速度。 OPTIMUS 的集成优化能力及可靠性经过十年以上业界工程验证，达到通用商业化工程软件水平，在国内外有广泛的应用。1 OPTIMUS 工作流集成功能如下：OPTIMUS 具备支持多学科代码集成和流程自动化的统一框架，能在统一的界面下，以图形化的方式，集成任意复杂度的CAE 工作流程（集成一个或多个仿真软件）。OPTIMUS用户界面友好，能方便把现有工作中建

3、立的仿真流程集成到软件平台中。1.1 支持 32 位和 64 位操作系统，具有与WINDOWS 、Linux 、 Unix操作系统兼容的统一的图形化界面，人-机接口操作方便、直观。1.2 OPTIMUS提供多学科软件集成的平台，具有集成商用CAD/CAE软件的通用接口，如UG、Pro/Engineer、CATIA 、SolidWorks 、 PATRAN 、NASTRAN 、ADAMS 、 ANSYS 、 ABAQUS 、 MATLAB/Simulink、 dSPACE、 AMESIM 、 Star-CD、FLUENT 、LS-DYNA 、ANSA 、MADYMO等。1.3 对于常用软件提供更

4、方便的直接接口，便于软件集成。 接接口操作方便，数量多 ， 并 且 不 断 增 加 。 直 接 接 口 如 基 于CATIA V5的 系 列 软 件 、MATLAB/Simulink、 ABAQUS 、ANSYS 、AMESIM 、Excel、LS-DYNA等。1.4 OPTIMUS能集成用户自行开发的应用程序，包括C/C+ 、Visual Basic 、Java、Fortran、以及其他编程语言和脚本语言编写的程序。1.5 OPTIMUS工作流集成操作直观简单、便于学习使用、无需编写程序。1.6 OPTIMUS支持模板功能，为用户提供一系列典型的工作流模板，方便用户快速便捷地建立工作流。也能

5、将用户所建工作流保存成模板，方便以后使用或在不同用户间共享。2 OPTIMUS 工作流执行功能：2.1 OPTIMUS支持任意复杂度的工作流的自动运行，包括多层嵌套的工作流。2.2 OPTIMUS具备在多台具有不同的操作系统的计算机上运行工作流程的能力，可实现在网络环境中不同操作系统的计算机之间的远程数据传输和远程应用名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 4 页 - - - - - - - - - 程序的调用。2.3 OPTIMUS支持运行过程中的实时在线监控。

6、用户可以在图形化的监控窗口中，实时地观察分析已经产生的计算结果，并可以随时终止、暂停或恢复计算。2.4 OPTIMUS支持以并行的方式执行工作流，支持单机多CPU 和计算机集群的并行方式 ,能提供支持从4 个到 1024 个节点的并行配置。支持工作流层和算法层双层并行，最大化地提高计算效率。提供与多种并行管理系统的直接接口，可以同时与不同集群进行连接并分配计算。2.5 OPTIMUS提供对并行过程的强大管理功能。能控制并行计算的规模（最大CPU 占用个数），并对并行计算过程中出现的问题进行自动再处理（如网络问题、仿真程序license 数量问题等），保证并行计算过程的稳定性。2.6 OPTIM

7、US能提供多级别任务管理配置，将试验设计、敏感度分析、响应面建立、多学科优化、 可靠性和鲁棒性分析优化等方法进行定制管理，将各种方法策略化的组合使用，解决实际问题，并将已有的设计与分析经验保存下来。3 试验设计与响应面建模功能：3.1 OPTIMUS拥有完整的试验设计和响应面建模方法，在该领域处于国际领先。3.2 OPTIMUS具备强大的试验设计能力，提供大量的试验设计方法（基于正交准则、基于随机均布准则、基于优化准则）应用于各类设计问题，以最佳的方法探索设计空间。试验设计的方法包括：全因子试验设计、部分因子试验设计、中心复合试验设计、拉丁超立方试验设计、田口法试验设计、Placket-Bur

8、man 、Box-Behken 试验设计和基于不同优化准则的试验设计方法。3.3 OPTIMUS能够分析所有输入输出参数之间的敏感度关系，能以数值和图形化的方式， 直观、 准确地反映不同参数间的敏度大小，帮助用户对设计问题进行深入的了解分析。3.4 OPTIMUS具备完整的响应面建模能力，能以不同的建模方法（多种最小二乘法和随机插值法） 建立输入输出参数之间的近似数学关系，帮助用户更了解设计问题本身。 建模方法包括： 任意阶数的泰勒多项式最小二乘建模法、任意阶数的用户定义多项式最小二乘建模法、Akaike Information Criterion（AIC ）建模方法、基于Krigin模型的随

9、机插值建模方法、基于Radial Basis Function（RBF）的随机插值建模方法。3.5 OPTIMUS具备多种方法以图形化或者定量的方式对模型质量进行判断的能力，确保模型的质量。3.6 OPTIMUS能以 2 维、 3 维、等高图、 ISO 图等多种方式观察分析响应面模型。3.7 用户可以在OPTIMUS 中自由选择将响应面模型用于优化、可靠性鲁棒性计算名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 4 页 - - - - - - - - - 的求解，以提高效

10、率。在计算过程中，可以实现不同求解方式（响应面上求解和仿真工作流上求解）间的切换，在缩短时间的同时保证计算精度。4 OPTIMUS 优化设计功能：4.1 OPTIMUS具备强大的设计优化能力，内置经多年验证的企业级优化算法库，帮助用户解决各种优化问题。包括单目标优化、多目标优化、局部优化、全局优化、连续量优化、 离散量优化、 参数标定等。 各种优化算法的参数设置直观、简洁，并有完整的帮助文档对各种算法及其参数设置进行解释。4.2 用户可交互式地选用优化算法针对特定问题进行求解；也可以把不同算法（试验设计方法、近似建模方法、优化方法、可靠性鲁棒性方法）策略化地组合起来解决复杂的设计问题。4.3

11、OPTIMUS中优化目标函数和约束的求解，既可以通过调用仿真工作流来实现，也可以在响应面上进行求解。并支持在两种求解方式之间根据要求自动切换。4.4 OPTIMUS具有完备的优化后处理功能，既能以图形化的方式，也能以数据的方式对优化的结果和过程进行观察分析。5 OPTIMUS 的可靠性和鲁棒性分析优化功能：5.1 OPTIMUS具有强大的可靠性、鲁棒性设计能力。提供专业的算法库对产品输入参数（控制参数、噪音参数、信号参数）对设计指标的可靠性和鲁棒性（方差、失效率、信噪比等）的影响。5.2 OPTIMUS支持可靠性和鲁棒性的评估方法包括：蒙特卡罗法、基于响应面的蒙特卡罗法、 First Orde

12、r Second Moment 法、一阶可靠性法、二阶可靠性法和田口法等。5.3 OPTIMUS除了能对设计指标的可靠性和鲁棒性进行评估以外，还支持将可靠性或鲁棒性指标作为优化过程中的目标函数或者约束条件来使用，实现基于可靠性和鲁棒性的最优化设计。5.4 OPTIMUS支持多种输入参数分布类型，如：正态分布、 平均分布、 三角分布、指数分布、对数分布、Beta 分布、 Gamma 分布、 Weibull 分布、 Erlang 分布、Rayleigh 分布、 Gumbel 分布和用户自定义分布等。5.5 OPTIMUS的可靠性和鲁棒性的评估既可以通过调用仿真工作流来实现，也可以在响应面上进行求解

13、，并支持在两种求解方式之间根据要求自动切换。5.6 OPTIMUS具备完整的可靠性鲁棒性后处理功能，既能以图形化的方式，也能以数据的方式对计算结果和过程进行统计分析。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 4 页 - - - - - - - - - 6 OPTIMUS 的数据后处理功能：6.1 OPTIMUS具有完整的后处理功能，能方便地以图形化的方式和数据的方式，对试验设计、 响应面、 优化、 可靠性和鲁棒性分析的计算结果和计算过程进行全面的分析处理。6.2 O

14、PTIMUS能够将计算结果以通用的数据格式保存，如文本格式、 表格格式等。也能将后处理中分析得到的知识以不同数据格式保存。6.3 OPTIMUS能方便地导入外部数据（如试验数据等），实现对导入的数据进行敏感度分析、建立相应面模型、和优化。6.4 OPTIMUS可以与 email 系统相连，当计算结束时自动发送email 提醒，同时发送计算结果。7 OPTIMUS 的开放性和可移植性：7.1 OPTIMUS具备开放架构， 支持将第三方或者用户自开发的(优化、试验设计等 )算法方便地嵌入软件算法库中。7.2 OPTIMUS具有可移植性，支持第三方软件在不同平台下，以后台调用的方式使用软件所具备的工作流和所有算法（试验设计/优化 /可靠性）。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 4 页 - - - - - - - - -