ModelCenter多学科设计优化软件

概述

PHX Model Center是领先的多学科设计优化软件,为产品设计全生命周期提供工具封装、过程集成、多学科优化和分布式并行计算解决方案。ModelCenter充分利用现有软硬件资源实现设计过程及方式的巨大转变:

  • 搭建协同设计环境和多学科协同设计过程模型,实现数据和工具无缝集成
  • 设计过程自动化,取代传统手工操作,提高设计效率
  • 综合考虑产品设计指标,采用科学高效的优化算法,实现产品最优设计
  • 专业的稳健性可靠性分析工具,改善产品质量并降低不合格率
  • 对设计过程中产生的相关数据和知识进行管理、重用和共享

特色功能

为实现企业或部门级的的分布式、跨平台协同设计与多学科优化,ModelCenter提供三类工具:

软件封装和过程集成框架

  • Analysis server分析服务器:封装应用软件和程序为应用组件,提供计算机软硬件资源;
  • MC Client集成优化客户端:集成相关应用组件,搭建设计-分析-优化过程模型,进行分析和优化。

协同计算服务器

CenterLink:为搭建完毕的优化设计流程提供基于web的网格计算服务和数据管理。同时实现计算机资源管理及知识共享重用。

探索优化工具

  • 试验设计工具包:含全因子、LHS等多种试验设计法
  • 梯度优化工具包:包含基于梯度的优化算法工具
  • 遗传算法包: 包括Darwin遗传算法等
  • Boeing探索工具:Boeing工程优化经验算法
  • 第三方算法包

ModelCenter逻辑图

MC Client集成优化客户端


典型应用

ModelCenter协同设计和集成优化系统部署灵活,提供从桌面级到企业级不同层次的解决方案,在航空、航天、兵器、船舶、汽车、铁路、电子等行业,从初步设计到详细设计等不同阶段,具有深厚的行业应用背景和广阔的应用前景。 

UAV无人机设计

基于ModelCenter开发的UAV SMART模块集成了设计、性能和费用分析工具,提供一种简便的方式完成快速精确的权衡分析。美国陆军为未来作战系统(FCS)设计的远程导航和自导航UAV无人机,需满足可携带各种装备包括相机、探测器、通讯器材甚至机载武器以完成不同的任务。

UAV SMART模块完成以下工作:1)调用各种分析程序,如:造型程序、子系统性能分析程序、成本计算程序等,搭建UAV系统级分析流程;2)考虑UAV设计的几何尺寸、航程、费用等多种约束,完成系统性能分析和多约束条件下的设计目标权衡;3)将最优分析结果输送给飞行仿真工具获得飞行质量评估。

军舰多学科&多目标概念设计优化

ModelCenter作为设计集成、分析和优化系统,协助完成军舰设计概念探索和开发过程。主要集成了美国海军先进水面舰船评估工具(ASSET),建立系统级的设计评估系统。采用近似建模和优化算法对结构设计、缺陷分析、适航性等进行评估和改进;采用多目标遗传算法综合优化军事效能、费用和风险等多个设计指标,实现军舰概念阶段的快速总体设计。

白车身结构减重优化

采用ModelCenter搭建设计优化流程,实现多个工况分布计算。利用ModelCenter丰富的探索优化手段完成满足多约束条件下的减重优化。最终耗时48小时,相对于初始方案重量减轻6%,优化效果非常显著。


客户价值

产品设计全生命周期中使用的软件和工具日益繁多,为产品设计带来方便的同时,也导致了以下问题:

  • 异地、异构设计环境及数据多样性,“信息孤岛”现象严重;
  • 产品很难满足性能、成本、工艺等多方面的最优化需求;3)产品设计经验等智力资产难以积累和重用。

ModelCenter完美的解决了以上问题,充分利用现有软硬件资源,实现设计过程及方式的巨大转变:

  • 搭建协同设计环境和多学科协同设计过程模型,实现数据和工具无缝集成
  • 设计过程自动化,取代传统手工操作,提高设计效率
  • 综合考虑产品设计指标,采用科学高效的优化算法,实现产品最优设计
  • 专业的稳健性可靠性分析工具,改善产品质量并降低不合格率
  • 对设计过程中产生的相关数据和知识进行管理、重用和共享