Optimus软件简介

Optimus 多学科优化软件

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NOESIS SOLUTIONS公司介绍

NOESIS SOLUTIONS公司是全球领先的过程集成与多学科优化设计(Process Integration and Design Optimization——PIDO)软件供应商与技术服务商。公司总部设在比利时王国的Leuven，在全球多个国家与地区设有分公司与代理机构。工程界专家预计，未来一段时间里PIDO技术在机械、电子等自动化设计领域的应用将得到快速发展。

NOESIS SOLUTIONS成立于1996年，是LMS International的CAE子公司。LMS International是全球测试系统的领先者，主要为工程领域提供CAE软件和工程服务，如著名的虚拟实验室LMS Virtual Lab和著名的噪声分析软件LMS Sysnoise都是其产品。

NOESIS SOLUTIONS一直致力于PIDO相关技术的研究。公司每年将财政收入的10%用于基础研究，这些研究包括设计空间的开发、基于设计优化的鲁棒性和可靠性（RRBDO）、多级目标进行、优化分解方法。OPTIMUS的功能包括过程自动化，设计空间开发，先进的概率和统计方法，数值优化算法等等。以这些技术为核心的新技术天地是计算机辅助最优化-CAO（Computer Aided Optimization）的世界，因此可以广泛地应用于各种领域。

OPTIMUS——优秀的过程集成与优化设计平台

当今，许多公司在进行产品设计时，都采用软件工具来代替传统的实验，并且公认数值模拟比实验不仅要快的多，而且能节省很大的费用。在数值模拟过程中，工程师首先要基于设计经验或判断确定主要的设计参数（像几何形状、材料属性等），然后根据这些参数对问题进行建模及数值求解，从而得到产品的各种属性，比如应力，耐用度或振动程度等。如果在模拟过程中发现问题（比如说某一部分裂开），就通过输入参数的改变来修改模型和设计过程，模拟过程重新开始。过程重复的次数越多，可以确定的问题越多，直至得到满意的设计结果。

这是一个不断重复和误差分析的过程。对每一次模拟所得的数据进行管理和分析都

会花费工程师很长的时间；各种工程要求还可能会相互矛盾（比如说车辆设计中其重量与防撞性的关系）。工程师如何权衡各种要求时工作难度非常大。同时，模拟通常无法考虑产品特征、负载或制造过程中的某些不可避免的不定性和变化性。正是由于这些局限性，工程师通过数值模拟通常也能够得到一些比较满意的设计方案，但远远不是最佳方案。

针对上述种种问题，一种称作PIDO（Process Integration and Design Optimization），即过程集成和设计优化的软件能够很好地提供解决方案。这种软件所提供的解决方案能够帮助工程师自动地进行过程分析，快速比较各种设计选项，最终得到使得产品质量最佳的设计方案。其中最先进、最复杂的工具都由我们的OPTIMUS软件提供，OPTIMUS软件是Noesis系列中的一种，都属于LMS International。其提供的解决方案包括：

自动获取过程信息，自动进行过程模拟，就像一个专门用于模拟的机器人一样，可以非常快速地进行重复分析。

设计空间的开发工具，包括：设计实验（DOE）来确认哪个参数对产品性能起关键的作用，并且通过响应面模型（RSM）使结果可视化，使理解问题变得更加容易。

采用先进的概率和统计软件考虑产品可靠性的易变性和不确定性，比如6 σ设计方法。 数值优化算法确保从多种方案中获取最佳设计方案。OPTIMUS提供了序列二次规划等局部最优搜索算法和遗传算法等全局优化搜索算法。

OPTIMUS软件是十分优秀的过程集成和多学科多目标优化的平台，可以与任何类型的仿真软件联合使用，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，甚至可以是用户用FORTRAN，C语言等编写的程序。

Optimus是智能化的多学科优化软件，可自动显示和探索您的设计空间，深入了解设计的关键点。更进一步，采用梯度法可以比较快速地得到优化点，或采用最新的总体优化方法用于响应表面中存在多个峰谷时的最优点计算。Optimus可以将整个优化过程自动化，监视整个进程并在必要时中止某个任务。

Optimus与其他优化软件不同，其开放型使得它可以与任一个CAE分析软件配合使用，即使是很老的软件。Optimus的智能技术可使您简单地将您的分析软件的输入和输出文件联系起来，只需点几次鼠标，不像传统的优化软件需要接口程序。

Optimus极大地考虑了设计工程师关心的方便性和易用性。交互式图形和智能化的变量定义可轻松地建立起优化流程，成熟且先进的试验设计和优化方法可有效地求解。即使对优化理论了解不多，也能很快地使用它进行优化设计。对优化专家，Optimus提供了各种方法和工具，并且留有多处自定义接口，可方便地展开深入的分析直至扩展它的功能。

有Optimus优化专家，您就可以轻松设计出比别人更优的产品。

分析流程： 通过交互式图形方式来定义优化流程 -定义分析程序之间的连接和数据传送

-定义设计输入(设计变量)和设计输出(设计目标)， 多输入和多输出时的分组 -读取流程模板

-指定调用的分析程序的输入/输出文件中的变量的位置

-优化流程的预演 设计空间探索

-试验设计：16个试验设计如分式及全分式，中心合成， Taguchi，Plackett and Burman，?； 用户自定义

优化的试验设计方法：典型的方法有A-Optimal, D-Optimal and I-Optimal

-响应表面模型：多重线性回归，随机内插，?，用户自定义

-优化响应表面算法：自动选择多项式、正弦、余弦、对数、指数等函数组 -用户自定义的试验设计 设计优化方法

-以微分算法为基础的非线性规划技术： 序列二次规划，广义既约梯度法，? -遗传算法：自适应进化法，差分进化法，模拟退火法，? -随机搜索算法：Latin超立方体法，移动渐近线法

-多目标优化算法：九种多目标优化算法，后处理可以提供2D和3D的Pareto沿 -可方便地集成用户自定义的优化算法，无需编译连接 -优化过程的监视和在线互动

鲁棒性设计——Monte Carlo分析

-可对每个设计变量独立定义其分布：高斯，正态，

指数，Rayleigh等11种，自定义

-对设计变量加工偏差的灵敏度分析 -可基于优化结果或响应表面模型 -可利用优化方法中的随机搜索算法

丰富的图形分析和后处理工具

-响应表面模型的3D和等高线显示 -输入和输出变量相关性分散图 -贡献量分析 -灵敏度分析 -残余量分析

-优化过程的收敛性指示

使用环境

-Unix OSF/Motif

-Windows NT/2000/xp -交互式菜单图形界面

-完全命令行批作业式，以实现自动运行或集成于其他系统

OPTIMUS的技术优势

更优异的并行能力： Noesis强大的并行计算能力使得用户显著的节省整个问题的计算时间，尤其是当用户在拥有多个license的计算机网络或者计算机群上进行多学科多计算所获得的收益更为可观。

数据的连贯性： 一旦用户将数据输入到optimus中或者程序已经由给定的变量得到了结果，optimus将保存这些信息，而且用户将永远不必重新输入这些数据或者重新计算结果。

基于java技术开发的用户界面：optimus基于java开发的界面易于维护。

在一个project中定义多个工作流程和多种方法：optimus允许用户在一个project中保存多个工作流程并且可以在相同的工作流程中采用多种方法，我们的优势在于我们可以很方便的比较不同工作流程和不同方法的结果。

Project 模板： 可以很方便的将project的所有相关文件保存在一个template的文件中。这是一个单独的文件，包含了project的所有相关信息，这个文件可以被保存在一个比较核心的位置以方便所有人作为一个新的project的起点调用。这个功能使得用户可以很方便的吸收和共享合作知识。

强大的Copy/Paste能力：这个功能使得建立一个工作变得轻而易举，optimus允许用户copy已经存在的工作或者工作的一部分，并且可以paste到当前工作流程或者将其他流程paste到当前及新的project中去。同时，这个功能可以显著的节省时间，使得用户更高效的建立工作流程。

基于web的在线帮助

可靠性优化：optimus可以使用户在目标函数定义中增加鲁棒性和可靠性参数，从而使设计的可靠性和鲁棒性最好。

结果的可视化：optimus提供了更加强大的后处理函数，而且不需要第三方软件的参与就可以进行结果的可视化。

独立性：optimus可以独立的运行所有的计算机平台上，而不需要第三方软件，如exceed或者interix等的参与。

提取向量和向量的统计操作：optimus可以提取向量类型的结果如（速度，应力或者频率向量），同时可以对向量进行统计的操作（如向量的最大值，最小，平均值，积分，标准差等）。

在线过程监控：在optimus中用户可以进行交互式的监控优化过程的进程，在需要的时刻可以中断进程，也可以重新启动进程。这些功能在其他软件中是不可能的，虽然他们也宣称也拥有远程监控的能力。

Optimal DOE： 其他优化软件还没有提供广义优化DOE方法，这种方法帮助用户自动的找到“数学”最优的DOE方法。典型的方法有A-Optimal, D-Optimal and I-Optimal。

Optimal RSM:这种方法可以允许用户不必基于插值方法建立响应面模型，而是允许用户采用自定义的函数基底来构造响应面，如（指数、三角函数、倒数多项式等）

离散输入变量的优化：optimus是目前仅有的提供了对包含离散变量和连续变量的混合变量进行优化的软件。这就使得optimus拥有了更广阔的应用空间。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/wq36.html