多目標(biāo)多學(xué)科優(yōu)化

—Isight軟件概述

Isight是國(guó)際上最先進(jìn)的基于參數(shù)的多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化軟件，將過(guò)程集成、設(shè)計(jì)優(yōu)化和穩(wěn)健性設(shè)計(jì)有機(jī)結(jié)合，現(xiàn)為法國(guó)Dassault/Simulia公司旗下拳頭產(chǎn)品。Isight將數(shù)字技術(shù)、推理技術(shù)和設(shè)計(jì)探索技術(shù)有效融合，并把大量的需要人工完成的工作由軟件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化處理，也被稱為“軟件機(jī)器人”。可集成仿真代碼并提供設(shè)計(jì)智能支持，從而對(duì)多個(gè)設(shè)計(jì)可選方案進(jìn)行評(píng)估，大大縮短了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期，顯著提高。

Isight提供專用的多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化語(yǔ)言MDoL來(lái)描述MDO問(wèn)題，具有很好的集成遺留程序的能力。可在異構(gòu)計(jì)算機(jī)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)分布式計(jì)算，并支持并行計(jì)算；同DAKOTA一樣，Isight提供了豐富的優(yōu)化算法和多種代理模型方法，具有良好的可視化功能;對(duì)多種CAD和CAE商用軟件提供接口，如Abaqus、Nastran、Ansys、Fluent、CFX、Catia V5等；在Isight框架中還提供了較好的基于穩(wěn)健性的設(shè)計(jì)優(yōu)化和基于可靠性的設(shè)計(jì)優(yōu)化的功能。

Isight提供了強(qiáng)大的用戶界面，通過(guò)圖形化工作界面，用戶可以進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過(guò)程集成、優(yōu)化處理和自動(dòng)化求解工作。其圖形化用戶界面可以分為三個(gè)功能部分，過(guò)成集成、問(wèn)題定義和方案監(jiān)控。每一個(gè)功能部分都強(qiáng)調(diào)了設(shè)計(jì)研究中需要的集成，自動(dòng)化和監(jiān)控步驟。

過(guò)程集成可以快速耦合各學(xué)科、不同編程語(yǔ)言和格式的仿真代碼。在該界面里完成數(shù)據(jù)流和控制流的可視化，另外還提供過(guò)程的結(jié)構(gòu)化視圖，方便導(dǎo)航和操作。

軟件的參數(shù)界面提供了類似電子表格形式的操作風(fēng)格，方便用戶快速定義設(shè)計(jì)變量、目標(biāo)、約束和初始值。

Isight允許用戶編制針對(duì)不同問(wèn)題的任務(wù)計(jì)劃，其可以是任意嵌套和組合各種算法，從而通過(guò)智能化的探索，選擇新的設(shè)計(jì)點(diǎn)，執(zhí)行模擬分析流程，并使這一過(guò)程自動(dòng)化。

Isight具有4大類算法，每一種算法都在設(shè)計(jì)過(guò)程中具有特定的作用。

(1)試驗(yàn)設(shè)計(jì)：發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵參數(shù)，探索設(shè)計(jì)空間。

(2)優(yōu)化算法：尋找滿足約束條件和目標(biāo)函數(shù)的最佳設(shè)計(jì)方案。Isight提供了

多種優(yōu)化算法。

(3)回歸建模：用近似模型代替運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)的計(jì)算機(jī)模型，引入了三階和四

階響應(yīng)表面模型以及Kriging模型，以快速獲得解答。

(4)質(zhì)量方法：尋找成功概率高并且對(duì)不確定因素不敏感的設(shè)計(jì)方案，保證

穩(wěn)健性和可靠性。

軟件在產(chǎn)品尋優(yōu)過(guò)程中，做到了實(shí)時(shí)監(jiān)控過(guò)程運(yùn)行，涉及問(wèn)題的輸入輸出參數(shù)可以在執(zhí)行過(guò)程中通過(guò)定制的表格或者圖形進(jìn)行顯示，提供了方便的控制手段和管理模式。

Isight軟件是在應(yīng)用中提升出來(lái)的系統(tǒng)性工程平臺(tái)。在多學(xué)科優(yōu)化語(yǔ)言MDOL支持下，接受用戶界面輸入，通過(guò)相應(yīng)的過(guò)程集成服務(wù)、問(wèn)題描述服務(wù)、可視化和數(shù)據(jù)分析服務(wù)、后處理服務(wù)以及數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)，以MDOL為核心，借助系統(tǒng)通信層協(xié)議，與仿真引擎、設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)引擎、規(guī)則引擎、應(yīng)用程序接口以及第三方軟件工具進(jìn)行通信。形成一個(gè)整體的、可配置的軟件平臺(tái)，適應(yīng)于工程系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和綜合系統(tǒng)分析，為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)優(yōu)化和多學(xué)科設(shè)計(jì)分析提供了基礎(chǔ)。

仿真分析流程