設(shè)計仿真 | 基于SimManager多學(xué)科協(xié)同仿真流程構(gòu)建和應(yīng)用

背景與目標(biāo)

在復(fù)雜產(chǎn)品研制過程中，設(shè)計工作包括機械結(jié)構(gòu)設(shè)計、控制系統(tǒng)設(shè)計、電子學(xué)設(shè)計、操控軟件設(shè)計、工藝設(shè)計等。需要應(yīng)用不同學(xué)科的仿真軟件，包括控制仿真、結(jié)構(gòu)仿真、動力學(xué)仿真.電磁效應(yīng)仿真、熱仿真等

因仿真涉及多個學(xué)科，存在多變量、多目標(biāo)、多約束的復(fù)雜情況，而且各個學(xué)科之間的變量之間可能還存在著耦合關(guān)系。在產(chǎn)品開發(fā)過程，如何考慮多學(xué)科集成設(shè)計、性能優(yōu)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(shù)據(jù)羯合成為至關(guān)重要的問題。

基于這個需求，通過SimManager可構(gòu)建基于流程任務(wù)的多學(xué)科協(xié)同仿真平臺，通過平臺串聯(lián)產(chǎn)品研發(fā)各流程模塊，并實現(xiàn)上下游分析任務(wù)的輸入/輸出傳遞，將仿真分析數(shù)據(jù)按照產(chǎn)品型號進(jìn)行結(jié)構(gòu)化層次管理，在任務(wù)流程中通過集成仿真分析軟件，實現(xiàn)仿真軟件按流程任務(wù)調(diào)用，并將相關(guān)知識與流程綁定，在任務(wù)執(zhí)行中自動推送相關(guān)知識。

技術(shù)挑戰(zhàn)

實現(xiàn)多學(xué)科協(xié)同仿真流程，存在著如下的技術(shù)挑戰(zhàn)：

1.通過交互方式動態(tài)構(gòu)建多學(xué)科協(xié)同仿真流程，支持多學(xué)科、多部門之間的協(xié)同工作.

2.工作任務(wù)拆解，將任務(wù)拆解為可執(zhí)行的流程節(jié)點。

3.構(gòu)建的多學(xué)科仿真流程可發(fā)布、編輯、復(fù)用;建立多學(xué)科協(xié)同仿真流程共享數(shù)據(jù)庫和資源池。

4.使仿真流程規(guī)范化，并對仿真執(zhí)行過程實現(xiàn)監(jiān)控。

解決方案

基于SimManager的多學(xué)科協(xié)同仿真流程方案包括仿真流程構(gòu)建、仿真流程應(yīng)用執(zhí)行。

多學(xué)科協(xié)同仿真流程構(gòu)建中，SimManager提供圖形化的流程定義界面，定義仿真任務(wù)的先后順序和邏輯關(guān)系。指定各個節(jié)點仿真任務(wù)的負(fù)責(zé)人、計劃時間等任務(wù)信息,指定任務(wù)節(jié)點的輸入輸出數(shù)據(jù)（參數(shù)和文件等）,定義任務(wù)的激活條件。對于流程節(jié)點的關(guān)系，支持循環(huán)、判斷、并行、串行及支持嵌套子流程等方式，下面為流程構(gòu)建界面的示意圖。

多學(xué)科協(xié)同仿真流程執(zhí)行：在流程構(gòu)建和發(fā)布后，各個學(xué)科的對應(yīng)節(jié)點負(fù)責(zé)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(yīng)節(jié)點可以調(diào)用相應(yīng)的仿真工具軟件進(jìn)行界面交互操作或批處理分析工作，仿真分析結(jié)果自動存入系統(tǒng)中。

流程運行中可顯示流程節(jié)點的執(zhí)行狀態(tài)，技術(shù)負(fù)責(zé)人和決策者可以監(jiān)控仿真任務(wù)執(zhí)行過程和狀態(tài)?？梢垣@得：

1、直觀了解整個多學(xué)科協(xié)同仿真流程任務(wù)安排；

2、直觀了解各任務(wù)的籌備狀態(tài)，即各任務(wù)是否到時間尚未準(zhǔn)備完所有輸入或開始執(zhí)行任務(wù)，到截止日期尚未完成的任務(wù)；

3、掌握多學(xué)科協(xié)同的任務(wù)執(zhí)行狀態(tài)，即哪些任務(wù)已經(jīng)結(jié)束，哪些任務(wù)正在進(jìn)行，后續(xù)有哪些任務(wù)。未開始、進(jìn)行中、已完成的任務(wù)以顏色狀態(tài)區(qū)分。

成果與收益

系統(tǒng)用戶可以在線動態(tài)搭建多學(xué)科協(xié)同仿真流程并發(fā)布執(zhí)行，用于多學(xué)科協(xié)同工作，實現(xiàn)多學(xué)科仿真流程規(guī)范化。

系統(tǒng)用戶可對已有的流程可以進(jìn)行復(fù)用、編輯、優(yōu)化。

流程執(zhí)行過程中，可調(diào)用相應(yīng)的工具和批處理腳本，提高協(xié)同仿真的效率。將流程節(jié)點結(jié)果和參數(shù)自動存儲到共享數(shù)據(jù)庫，并建立數(shù)據(jù)譜系和可追溯。不斷積累流程執(zhí)行的方案和經(jīng)驗。