優(yōu)化軟件OPTIMUS軟件功能簡(jiǎn)介

1、多學(xué)科集成優(yōu)化平臺(tái)軟件OPTIMUS簡(jiǎn)介一、多學(xué)科集成優(yōu)化平臺(tái)OPTIMUS作為多學(xué)科的仿真集成平臺(tái)，能夠集成并自動(dòng)化用戶的多學(xué)科仿真分析流程，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)-修改-再分析自動(dòng)化，能應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法（至少包括試驗(yàn)設(shè)計(jì)、敏感度分析、響應(yīng)面建模、參數(shù)優(yōu)化、參數(shù)識(shí)別、可靠性設(shè)計(jì)、魯棒性設(shè)計(jì)）實(shí)現(xiàn)綜合優(yōu)化和自動(dòng)化分析。軟件涉及的學(xué)科包括幾何造型、結(jié)構(gòu)分析、計(jì)算流體力學(xué)、控制、動(dòng)力學(xué)、沖擊碰撞、震動(dòng)噪聲和疲勞等領(lǐng)域。要求能夠集成這些學(xué)科所涉及到的CAD/CAE商用軟件、以及用戶自開(kāi)發(fā)的（基于C/C+、VisualBasic、Fortran、Java、以及其他編程語(yǔ)言）的程序代碼。OPTIMUS具備形成完整的集

2、成優(yōu)化設(shè)計(jì)綜合環(huán)境，能夠很方便地集成已有的成熟仿真工作流程并且自動(dòng)運(yùn)行。OTIMUS建立的工作流應(yīng)能作為模板保存使用。工作流的管理可以定制，并支持遠(yuǎn)程調(diào)用和基于計(jì)算機(jī)集群的并行運(yùn)行方式，充分利用硬件資源，提升運(yùn)行速度。OPTIMUS的集成優(yōu)化能力及可靠性經(jīng)過(guò)十年以上業(yè)界工程驗(yàn)證，達(dá)到通用商業(yè)化工程軟件水平，在國(guó)內(nèi)外有廣泛的應(yīng)用。OPTIMUS工作流集成功能如下：OPTIMUS具備支持多學(xué)科代碼集成和流程自動(dòng)化的統(tǒng)一框架，能在統(tǒng)一的界面下，以圖形化的方式，集成任意復(fù)雜度的CAE工作流程（集成一個(gè)或多個(gè)仿真軟件）。OPTIMUS用戶界面友好，能方便把現(xiàn)有工作中建立的仿真流程集成到軟件平臺(tái)中。支持3

3、2位和64位操作系統(tǒng)，具有與WINDOWS、Linux、Unix操作系統(tǒng)兼容的統(tǒng)一的圖形化界面，人-機(jī)接口操作方便、直觀。OPTIMUS提供多學(xué)科軟件集成的平臺(tái)，具有集成商用CAD/CAE軟件的通用接口，如UG、Pro/Engineer、CATIA、SolidWorks、PATRAN、NASTRAN、ADAMS、ANSYS、ABAQUS、MATLAB/Simulink、dSPACE、AMESIM、Star-CD、FLUENT、LS-DYNA、ANSA、MADYMO等。對(duì)于常用軟件提供更方便的直接接口，便于軟件集成。接接口操作方便，數(shù)量多，并且不斷增加。直接接口如基于CATIAV5的系列軟件、M

4、ATLAB/Simulink、ABAQUS、ANSYS、AMESIM、Excel、LS-DYNA等。OPTIMUS能集成用戶自行開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序，包括C/C+、VisualBasic、Java、Fortran、以及其他編程語(yǔ)言和腳本語(yǔ)言編寫(xiě)的程序。OPTIMUS工作流集成操作直觀簡(jiǎn)單、便于學(xué)習(xí)使用、無(wú)需編寫(xiě)程序。OPTIMUS支持模板功能，為用戶提供一系列典型的工作流模板，方便用戶快速便捷地建立工作流。也能將用戶所建工作流保存成模板，方便以后使用或在不同用戶間共享。OPTIMUS工作流執(zhí)行功能：OPTIMUS支持任意復(fù)雜度的工作流的自動(dòng)運(yùn)行，包括多層嵌套的工作流。OPTIMUS具備在多臺(tái)具有不同

5、的操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行工作流程的能力，可實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中不同操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)之間的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸和遠(yuǎn)程應(yīng)用程序的調(diào)用。OPTIMUS支持運(yùn)行過(guò)程中的實(shí)時(shí)在線監(jiān)控。用戶可以在圖形化的監(jiān)控窗口中，實(shí)時(shí)地觀察分析已經(jīng)產(chǎn)生的計(jì)算結(jié)果，并可以隨時(shí)終止、暫?；蚧謴?fù)計(jì)算。OPTIMUS支持以并行的方式執(zhí)行工作流，支持單機(jī)多CPU和計(jì)算機(jī)集群的并行方式,能提供支持從4個(gè)到1024個(gè)節(jié)點(diǎn)的并行配置。支持工作流層和算法層雙層并行，最大化地提高計(jì)算效率。提供與多種并行管理系統(tǒng)的直接接口，可以同時(shí)與不同集群進(jìn)行連接并分配計(jì)算。OPTIMUS提供對(duì)并行過(guò)程的強(qiáng)大管理功能。能控制并行計(jì)算的規(guī)模（最大CPU占用個(gè)數(shù)），并對(duì)

6、并行計(jì)算過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行自動(dòng)再處理（如網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題、仿真程序license數(shù)量問(wèn)題等），保證并行計(jì)算過(guò)程的穩(wěn)定性。OPTIMUS能提供多級(jí)別任務(wù)管理配置，將試驗(yàn)設(shè)計(jì)、敏感度分析、響應(yīng)面建立、多學(xué)科優(yōu)化、可靠性和魯棒性分析優(yōu)化等方法進(jìn)行定制管理，將各種方法策略化的組合使用，解決實(shí)際問(wèn)題，并將已有的設(shè)計(jì)與分析經(jīng)驗(yàn)保存下來(lái)。試驗(yàn)設(shè)計(jì)與響應(yīng)面建模功能：OPTIMUS擁有完整的試驗(yàn)設(shè)計(jì)和響應(yīng)面建模方法，在該領(lǐng)域處于國(guó)際領(lǐng)先。OPTIMUS具備強(qiáng)大的試驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，提供大量的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法（基于正交準(zhǔn)則、基于隨機(jī)均布準(zhǔn)則、基于優(yōu)化準(zhǔn)則）應(yīng)用于各類(lèi)設(shè)計(jì)問(wèn)題，以最佳的方法探索設(shè)計(jì)空間。試驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法包括：全因子試

7、驗(yàn)設(shè)計(jì)、部分因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)、中心復(fù)合試驗(yàn)設(shè)計(jì)、拉丁超立方試驗(yàn)設(shè)計(jì)、田口法試驗(yàn)設(shè)計(jì)、Placket-Burman、Box-Behken試驗(yàn)設(shè)計(jì)和基于不同優(yōu)化準(zhǔn)則的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。OPTIMUS能夠分析所有輸入輸出參數(shù)之間的敏感度關(guān)系，能以數(shù)值和圖形化的方式，直觀、準(zhǔn)確地反映不同參數(shù)間的敏度大小，幫助用戶對(duì)設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)行深入的了解分析。OPTIMUS具備完整的響應(yīng)面建模能力，能以不同的建模方法（多種最小二乘法和隨機(jī)插值法）建立輸入輸出參數(shù)之間的近似數(shù)學(xué)關(guān)系，幫助用戶更了解設(shè)計(jì)問(wèn)題本身。建模方法包括：任意階數(shù)的泰勒多項(xiàng)式最小二乘建模法、任意階數(shù)的用戶定義多項(xiàng)式最小二乘建模法、AkaikeInformati

8、onCriterion（AIC）建模方法、基于Krigin模型的隨機(jī)插值建模方法、基于RadialBasisFunction（RBF）的隨機(jī)插值建模方法。OPTIMUS具備多種方法以圖形化或者定量的方式對(duì)模型質(zhì)量進(jìn)行判斷的能力，確保模型的質(zhì)量。OPTIMUS能以2維、3維、等高圖、ISO圖等多種方式觀察分析響應(yīng)面模型。用戶可以在OPTIMUS中自由選擇將響應(yīng)面模型用于優(yōu)化、可靠性魯棒性計(jì)算的求解，以提高效率。在計(jì)算過(guò)程中，可以實(shí)現(xiàn)不同求解方式（響應(yīng)面上求解和仿真工作流上求解）間的切換，在縮短時(shí)間的同時(shí)保證計(jì)算精度。OPTIMUS優(yōu)化設(shè)計(jì)功能：OPTIMUS具備強(qiáng)大的設(shè)計(jì)優(yōu)化能力，內(nèi)置經(jīng)多年驗(yàn)證

9、的企業(yè)級(jí)優(yōu)化算法庫(kù)，幫助用戶解決各種優(yōu)化問(wèn)題。包括單目標(biāo)優(yōu)化、多目標(biāo)優(yōu)化、局部?jī)?yōu)化、全局優(yōu)化、連續(xù)量?jī)?yōu)化、離散量?jī)?yōu)化、參數(shù)標(biāo)定等。各種優(yōu)化算法的參數(shù)設(shè)置直觀、簡(jiǎn)潔，并有完整的幫助文檔對(duì)各種算法及其參數(shù)設(shè)置進(jìn)行解釋。用戶可交互式地選用優(yōu)化算法針對(duì)特定問(wèn)題進(jìn)行求解；也可以把不同算法（試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法、近似建模方法、優(yōu)化方法、可靠性魯棒性方法）策略化地組合起來(lái)解決復(fù)雜的設(shè)計(jì)問(wèn)題。OPTIMUS中優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)和約束的求解，既可以通過(guò)調(diào)用仿真工作流來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以在響應(yīng)面上進(jìn)行求解。并支持在兩種求解方式之間根據(jù)要求自動(dòng)切換。OPTIMUS具有完備的優(yōu)化后處理功能，既能以圖形化的方式，也能以數(shù)據(jù)的方式對(duì)優(yōu)化的結(jié)

10、果和過(guò)程進(jìn)行觀察分析。OPTIMUS的可靠性和魯棒性分析優(yōu)化功能：OPTIMUS具有強(qiáng)大的可靠性、魯棒性設(shè)計(jì)能力。提供專(zhuān)業(yè)的算法庫(kù)對(duì)產(chǎn)品輸入?yún)?shù)（控制參數(shù)、噪音參數(shù)、信號(hào)參數(shù)）對(duì)設(shè)計(jì)指標(biāo)的可靠性和魯棒性（方差、失效率、信噪比等）的影響。OPTIMUS支持可靠性和魯棒性的評(píng)估方法包括：蒙特卡羅法、基于響應(yīng)面的蒙特卡羅法、FirstOrderSecondMoment法、一階可靠性法、二階可靠性法和田口法等。OPTIMUS除了能對(duì)設(shè)計(jì)指標(biāo)的可靠性和魯棒性進(jìn)行評(píng)估以外，還支持將可靠性或魯棒性指標(biāo)作為優(yōu)化過(guò)程中的目標(biāo)函數(shù)或者約束條件來(lái)使用，實(shí)現(xiàn)基于可靠性和魯棒性的最優(yōu)化設(shè)計(jì)。OPTIMUS支持多種輸入?yún)?/p>

11、數(shù)分布類(lèi)型，如：正態(tài)分布、平均分布、三角分布、指數(shù)分布、對(duì)數(shù)分布、Beta分布、Gamma分布、Weibull分布、Erlang分布、Rayleigh分布、Gumbel分布和用戶自定義分布等。OPTIMUS的可靠性和魯棒性的評(píng)估既可以通過(guò)調(diào)用仿真工作流來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以在響應(yīng)面上進(jìn)行求解，并支持在兩種求解方式之間根據(jù)要求自動(dòng)切換。OPTIMUS具備完整的可靠性魯棒性后處理功能，既能以圖形化的方式，也能以數(shù)據(jù)的方式對(duì)計(jì)算結(jié)果和過(guò)程進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。OPTIMUS的數(shù)據(jù)后處理功能:OPTIMUS具有完整的后處理功能，能方便地以圖形化的方式和數(shù)據(jù)的方式，對(duì)試驗(yàn)設(shè)計(jì)、響應(yīng)面、優(yōu)化、可靠性和魯棒性分析的計(jì)算結(jié)果和計(jì)算過(guò)程進(jìn)行全面的分析處理。OPTIMUS能夠?qū)⒂?jì)算結(jié)果以通用的數(shù)據(jù)格式保存，如文本格式、表格格式等。也能將后處理中分析得到的知識(shí)以不同數(shù)據(jù)格式保存。OPTIMUS能方便地導(dǎo)入外部數(shù)據(jù)（如試驗(yàn)數(shù)據(jù)等），實(shí)現(xiàn)對(duì)導(dǎo)入的數(shù)據(jù)進(jìn)行敏感度分析、建立相應(yīng)面模型、和優(yōu)化。OPT