NOESIS Optimus 集成控制优化

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。

OPTIMUS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。

OPTIMUS提供完整的图形用户界面，帮助用户完成仿真工作流的集成、执行、监控、试验设计、优化和鲁棒性分析。图形界面易于学习和使用，所有的功能都可以从菜单和按钮中实现。

OPTIMUS可以通过基于导数的快速寻优算法，和先进的遗传算法寻找最优设计。多目标优化算法能找到帕雷托前沿（Pareto fronts），再多个相互冲突的设计目标中找到最优设计。通过鲁棒性方法可以分析并提高产品性能的鹭邦型和可靠性，减少参数波动对性能的影响。

OPTIMUS能集成任何仿真软件并驱动多学科工作流，包括市场上现有的商用程序和用户资开发程序。OPTIMUS为用户提供真正的投资回报，帮助用户在现有的计算机软硬件条件下，以比传统方式更快地速度，设计出性能更佳、更安全和更高质量的产品。

OPTIMUS包含了全面的结果后处理工具。这些后处理功能是用户能够深入地发掘和分析任何数学方法的计算结果 （试验设计、优化、鲁棒性和可靠性分析、响应面模型）。不同的后处理工具之间可以链接起来形成互动，帮助用户更全面直观地分析计算结果。

此外，用户可以对OPTIMUS后处理工具进行设置，也可以很方便地把后处理图以不同格式保存下来。用户也可以把对后处理工具的设置以模板的方式保存下来，和企业中其它用户共享相同的后处理格式。OPTIMUS支持亚洲语言，包括中文、日文和韩文。

OPTIMUS主要功能模块

1. 工作流集成

OPTIMUS能集成任何仿真软件并驱动多学科工作流，包括市场上现有的商用程序和用户自开发程序，比如NASTRAN、LS-DYNA、HYPERMESH、FLUENT、MATLAB等，涉及到了应力分析，碰撞分析，流体流动，声光电热磁等领域，同样可以集成用户用FORTRAN，C语言等编写的程序。

2. 试验设计和响应面

工程师通常对一个研究对象要通过多次试验了解其特性，尤其是设计变量和产品性能之间的关系。在仿真试验中，工程师通过多个样本点的试验，达到了解研究对象的目的。试验设计的目的是对样本点的选取进行科学的设计，用较少的试验样本得到更多的信息。OPTIMUS通过数值计算技术和统计方法，选择并分析一系列虚拟的试验样本，帮助工程师了解设计参数和产品性能之间的相关性和敏感度。在设计空间探索的样本点上可以建立响应面模型，帮助工程师通过利用现有的实验样本信息最大限度地改进产品设计。

3. 优化设计

OPTIMUS包含多种优化方法，针对不同的问题如单目标优化和多目标优化问题。当评估新的产品设计方案时，工程师经常需要在多个相互冲突的设计指标之间进行取舍，往往很难满足所有指标，也就无法确定是否已经找到了最佳设计。Optimus提供的参数优化算法能自动调整仿真模型中的设计参数，提供满足各个设计指标的多种优化设计方案，供设计人员根据具体需求进行选择。OPTIMUS可以通过基于导数的快速寻优算法和先进的遗传算法的结合，在复杂的设计问题中寻找最优设计。多目标优化算法能找到帕雷托前沿（Pareto fronts），再多个相互冲突的设计目标中找到最优设计。

4. 可靠性和鲁棒性

由于制造公差和材料特性等不确定性因素，设计参数可能在设计名义值附近有所波动。很多时候，这些波动造成了意料之外的产品功能损失和质量问题。OPTIMUS能通过对设计空间的探索，找到产品性能对设计参数波动敏感最低的设计方案，既达到可靠性要求。鲁棒性设计则是找到一种设计，当设计参数发生小的波动时，产品性能变化不会太大，性能的波动在允许的质量变化范围以内，保证产品的稳健性。OPTIMUS包含多个鲁棒性可靠性设计方法，可以针对不同的问题类型进行优化设计。

5. 并行

OPTIMUS的并行功能使得工程师能够充分利用计算机资源，采用多CPU并行计算，包括多CPU的工作站、计算机集群和并行资源管理系统，且工作流层和算法层均可并行计算，大大减少计算耗时。

OPTIMUS——优秀的过程集成与优化设计平台

过程集成和优化设计软件，集成CAD/CAE仿真工具，实现仿真流程自动化，包括试验设计、单目标/多目标优化、鲁棒性/可靠性设计等模块，是多学科仿真设计辅助工具。

设计优化的目的是在成功完成研发、虚拟模型开发和生产制造时，减少新产品研发的周期。在每个阶段，特有的优化设计模块可以帮助您更深入地认识模型的特性。合理的数值算法让产品性能改进的过程变得更简单。

探索设计空间

借助参数化建模，用系统的、数学的方法探索设计空间，能够最大化获得模型的信息量。探索设计空间意义重大，因为它可以开始于改进阶段的前期，且需要的计算量最少。

获得对设计问题更深入的理解

通过聪明地选择样本，确认变量信息

进行新的设计时避免用试错法

迅速排除高成本和无用的设计

确定最重要的影响因素

选择关键控制点，建立精确的数学模型

为优化设计提供高效的起始点

计算设计的鲁棒性

优化设计

无论通过手动或自动的方式进行最大、最小和zero-mizing设计，利用数值优化技术都可以显著地改善产品初始设计的特性。考虑未来可持续 发展的要求，制造商都在寻求不折中产品的性能并减少生态影响的办法。找到能正确平衡环境、社会和经济因素的过程，转化为真正的多学科优化流程。

设计和生产有创造力和可持续发展的产品，需要在多学科设计中采用数值优化技术。在设计阶段，每个学科有各自的最大、最小和zero-mizing要求，然后研究如何改进设计，在设计早期就可以提供聪明的设计。

提供更快更经济的高性能设计

找到最优设计

满足优化目标不违反任何约束

平衡相互冲突的目标

获得多种学科之间的协调仿真

用试验数据标定仿真模型

校准仿真模型，最大化虚拟仿真的准确性

应用领域：航空航天、汽车、船舶、工程机械、能源设备、电子产品、工业设备、办公设备、医疗设备