仿真流程自動化的案例
基于 HyperMesh 的鋼結構仿真流程自動化定制
0 引言
在鋼結構仿真分析中，有限元前處理要占整個分析流程約 80%的時間，而且分析結果的準確性依賴于網格劃分和載荷工況的選取等，因此高性能的前處理可以大大縮短分析流程的時間及成本。在當前企業鋼結構仿真分析中，由于沒有固定的分析流程和相關標準，當前仿真分析人員的大部分時間都被花在了一些重復性工作上，效率不高；同時具有較多項目經驗的仿真人員的經驗也無法很好地繼承下來并傳遞給新員工，這對企業都會造成浪費并嚴重影響企業實力的提升。因此，鋼結構仿真分析中常用結構和連接的建模、加載等共性技巧和規范亟需固化下來。
為了達到該目標，筆者利用通用的仿真前處理工具HyperMesh 軟件來進行仿真流程自動化系統開發二次開發和定制。仿真流程自動化系統開發主要包括以下功能和內容：①標準靜力學分析流程固化。②在自動化平臺中可以實時調用管理企業基礎數據庫中的材料。③針對動態分析等復雜流程建立半自動化流程，并可以實時導入標準載荷。④建立常用部件標準分析流程，在流程各個步驟中可以選擇模型和進行參數修改。⑤建立常用連接的模型庫。
1 鋼結構仿真流程自動化設計
1.1 HyperMesh 及其二次開發技術 HyperMesh 是由 Altair 公司開發的一款針對有限元主流求解器的高性能有限元前后處理軟件，能夠建立各種復雜模型的有限元和有限差分模型，與多種 CAD 和 CAE 軟件有良好的接口并具有高效的網格劃分功能。該軟件因其優秀的前處理技術被越來越多的鋼結構分析人員使用。HyperMesh 提供了多種開發工具，使用戶能夠將之很好地運用到現有的工程設計中。其主要的二次開發工具包括：基本的宏命令、用戶化定制工具配置、HyperMesh 界面輸出模塊、輸入數據轉化器、結果數據轉化器。
展開 仿真流程自動化的發展概況和趨勢
2018年左右的仿真平臺的開發和應用階段。
經過多年的發展，各OEM的仿真流程已經固定，仿真方法也日趨完善，仿真項目也固定下來了，最重要的是，各方向的仿真前后自動化工具也開發的比較多了，那么，這一階段發生的故事就是如何把流程，工具串聯起來，形成一個完善的仿真分析平臺。
過去是分，現在是合。合不是簡單的拼湊，是有邏輯層次的，體現仿真流程規范方法的有機組合。在這個平臺上，不但包含模型的管理，任務的分配，也包含仿真結果的展示和追溯。不斷優化仿真的方法和流程，實現一鍵生成報告的功能。仿真平臺上，傳統的建模仿真分析和后處理的工作，通通變成了程序的后臺操作，所有的自動處理的功能，都隱藏在程序后臺完成，工程師變成了平臺界面的操作者和監控者。仿真平臺的開發和應用，很多咨詢公司已經可以做到，很多主機廠也開發了自己的平臺。
03
仿真流程自動化的未來的發展趨勢
未來的發展趨勢，主要講兩個方面。
一是工程師的對結果分析判斷的經驗融合到程序中。現階段的流程自動化，基本上都是以減少工程師的重復勞動為主要目的，但涉及到如何把一些工程師的工程經驗通過程序來實現。分析和判斷，往往帶有主觀特點，但也完全不是不可進行量化，只要分析和判斷進行了量化，就能實現程序的開發算法。譬如我們的模態振型識別，算是一個完全憑工程師的判斷來識別，但程序是不是可以做到自動識別呢？答案是可行的。大數據時代，程序通過訓練連貓和狗都能認清，何況一個振型模態呢？
展開 仿真自動化的流程和開發的內容
<p>仿真自動化的流程和開發的內容</p><p> </p><p>作為一個仿真工程師，我們都知道在做仿真計算時，前處理占據了大量的時間，特別是幾何處理和網格劃分這塊。一旦幾何處理和網格劃分完畢也就意味者我們的仿真工作至少完成了60%以上。那么有沒有可以倍速提升仿真效率的做法呢？</p><p> </p><p>答案是肯定的，在某些場景下，我們可以通過采用仿真自動化的方式來提高效率。仿真自動化從原理上來說，分為設計、仿真分析流程（業務過程）自動化和設計、仿真軟件自動化。前者是將設計、仿真分析流程封裝成模板，控制代碼驅動模板自動執行。后者則是為設計、仿真軟件開發接口，控制代碼通過軟件接口驅動仿真軟件自動執行。</p><p> </p><p>不管是仿真流程自動化和仿真軟件自動化，從開發的流程來說，都可以分為GUI開發、前處理開發、仿真流程集成開發、求解開發和后處理開發五個環節，當然了這里我沒有介紹軟件工程比較關注的需求調研和測試環節，也沒有陳墨文檔模塊，這幾塊從研發角度來講，也是很重要的，是軟件開發過程中非常重要的環節。</p><p> </p><p>上述五個開發流程，均有其不同的開發目標和開發內容以及對應的收益，考慮到文字表達的直觀度欠佳，我以表格的方式來展示，相信您看了后會一目了然。
展開 Moldex3D模流分析之全自動化的射出成型產品優化流程
同時并發現Moldex3D的仿真結果與實際產品高度相符(圖八)。
圖六 原始設計與設計變更比較(著重翹曲優化)
圖七 原始設計與設計變更比較(著重成型周期優化)
圖八 模擬結果之驗證
Moldex3D提供極佳的自動化及客制化仿真流程，在單一流程中就可完成產品幾何、模具設計和成型制程的修改，并獲得可靠且誤差很小的模擬結果。
結果
本案例中，Alfred Kärcher透過Moldex3D API的模擬，成功減少70%的翹曲，并縮短了成型時間。Moldex3D API 將仿真流程自動化，讓用戶無須執行任何輸入就能執行完整模擬。另外也整合其他功能，用 CAD 系統自動建立及更改組件幾何。透過此軟件，還可更改組件幾何及與模具設計和成型過程有關的多項參數，并針對翹曲、充填行為、周期時間及其他目標指針找出整體最佳值，大幅縮短開發時間。
展開 
LG電子利用創新的流程自動化方法，在24小時內完成智能手機的跌落測試仿真
而憑借Altair-LGE團隊開發出的流程自動化系統，同樣的任務僅需幾個小時即可輕松完成。這是一款完全集成式的端對端系統，具有友好的用戶界面，能夠對跌落和彎曲測試情況進行精確仿真。框架式的網格劃分瀏覽器能夠根據特定的網格劃分條件設置數百個零件，并使用批量網格劃分方法自動對各個零件進行相應劃分。在后處理方面，此系統允許用戶加載多個方向的結果文件，并針對每種加載情況生成相應報告。此外，系統還將繪制輪廓線、圖表和剖切線，并在批量模式或交互模式下找到熱點和最大值。
綜上所述，借助 HyperWorks的嵌入式自動化框架，團隊工程師能夠實現有限元分析建模、分析設置和后處理的自動化，無需再一一手動處理這些任務。此系統還可將跌落和彎曲分析的標準化、可靠性以及可重復性推向新的臺階。
流程自動化系統 – 24小時快速沖擊仿真 (QIS24) 流程自動化系統 (QIS24) 瀏覽器與分步指南
結論
Altair-LGE 團隊在使用可行工具集執行智能手機跌落測試仿真中大獲成功，從 CAD 建模到生成報告僅需不到24小時。此外，得益于此流程自動化系統的實施，對印制電路板 (PCB) 和芯片進行網格劃分并創建PCB和芯片之間的焊接點僅需不到5分鐘，而手動進行此任務則需花費工程師一整天的時間。整個建模時間不到5小時，其中配置邊界條件僅耗費半小時左右，而生成報告則用了不到兩分鐘。
這一自動化系統使電子行業內包括上市時間、創新與成本在內的多個令人頭痛的問題迎刃而解。這樣，不僅手動操作的時間相應減少，人工出錯率也隨之降低，而且工程師們還可利用跌落測試仿真自動化系統節省出的大量時間來探索更多設計方案，進而不斷超越、不斷創新。此外，LGE的保修成本有望得到大幅縮減，因為智能手機經優化后，將更不易損壞。
展開 LG電子利用HyperWorks創新的流程自動化方法，在24小時內完成智能手機的跌落測試仿真
行業：電子消費品
挑戰：大幅削減仿真時間，滿足更短的設計周期要求
Altair 解決方案：
優點：顯著加快常規仿真流程，同時實現流程標準化 ；提升可靠性和可重復性 ；獲取知識及方法
背景介紹
LG電子公司是消費電子、移動通訊和家用電器領域的全球領先制造商和技術革新者。LG在平板電視、移動設備、空調、洗衣機和冰箱等領域中均處于世界領 先地位，2012年全球銷售額高達452.2億美元。
挑戰
電子行業中最為暢銷、更新換代最快且競爭最為激烈的產品莫過于智能手機。智能手機推陳出新的頻率一般在幾個月左右，因此縮短新款手機上市時間的任何方法均會對制造商的盈利能力、市場定位以及在消費者中的聲譽產生巨大影響。
然而，當前開發流程中的一些方面尚未能順應加速實行這些措施的趨勢，仍然 耗時巨大。其中一個典型流程便是跌落測試仿真，這是確保產品質量及穩健性的關 鍵因素，因此也是體現智能手機市場能力的重要因素。盡管LGE與其眾多競爭者一樣，也采用了計算機仿真技術來進行虛擬跌落測試，但卻無法順利縮短仿真時間。由于智能手機包含眾多具有微型特征的零件與組件，因此對其進行幾何清理、簡化以及網格劃分將耗費大量時間。此外，所必需的大量接觸定義也涉及到很多手動步 驟。整個測試過程還包括多種跌落與彎曲工況，而其中的分析設置也要占用大量時間。最后，后處理和生成報告也同樣耗時費力，從而進一步延長了獲得結果的時間。因此，行業內進行的跌落測試仿真（從設置、開展到分析）平均需要一至兩周的時間。其中最耗時的環節當屬建模與后處理，這兩個部分占投入總時間的60%到 80%。
展開 綜合性的流程自動化平臺工具，實現CAE仿真前后處理、試驗數據后處理的流程自動化和標準化。
Altair Process Manager是一個綜合性的流程自動化平臺工具，可以用來實現CAE仿真前后處理的自動化、試驗后處理的自動化、流程引導和流程集成。是一個可編程的個人工作流管理器，可以引導用戶完成整個標準的工作流程。Process Manager幫助企業實施各種標準化的流程，例如：模型載荷工況的自動設置，與CAD、PDM系統、數據庫或其他IT系統和應用程序的集成等。
Altair Process Manager通過集成“最佳實踐”實現了CAE工作的流水線化，并在產品設計和驗證過程中實現快速的流程自動化應用程序的開發和使用。是HyperWorks系列產品之一。其緊密的集成度能夠幫助用戶在熟悉的桌面環境中有效地創建和運行流程自動化程序。
展開 仿真流程與數據管理 | 流程自動化加速數字化轉型
無論您專長從事哪個工程學科，都需要確保工作流程盡可能高效，才能在更短時間內交付日益復雜的產品。
對流程效率的追求很可能導致流程間的脫節，其中專門負責噪聲、振動和粗糙度（NVH）、熱-機械-電氣分析或安全評估等學科的特定工程師或小團隊創建了他們專屬的工作流程。如果不能全面考慮復雜產品設計與研發所需的眾多仿真流程，那么僅針對一個學科流程的改進很可能會妨礙其他學科流程。
數字化轉型成功的關鍵因素
通過仿真流程與數據管理進行虛擬產品研發
為了在多物理場仿真和多學科優化中開展協作，實現自動化并可發布多個重復性任務的工作流程以及仿真流程與數據管理（SPDM）變得至關重要。以下羅列一些能夠跨學科自動化和標準化的任務示例。
將某個學科的結果作為輸入傳遞到下一步操作中
后處理步驟、報告和結果提取
模型生成任務
比較替代方案以找出最優設計
后續優化在調整后的約束和目標下運行
將流程集成和設計優化與企業級SPDM相結合
解決協同工作相關難題的一種方案是將強大的流程集成與設計優化（PIDO）解決方案——Ansys optiSLang和由Aras支持的Ansys Minerva相結合。Minerva是一種企業級解決方案，能夠保障仿真數據安全并為工程團隊提供仿真流程和決策支持。
Minerva平臺能幫助您將仿真與設計團隊連接起來，而optiSLang則可以連接團隊成員使用的各種工具。二者結合后可幫助您在整個企業范圍內更廣泛地實現捕獲、自動化并部署仿真。
通過仿真實現數字化轉型
隨著企業越來越多地采用仿真以高效開發創新產品，實現整個企業的可視化便成為充分利用額外仿真數據的關鍵。
展開 仿真流程與數據管理 | 流程自動化加速數字化轉型
無論您專長從事哪個工程學科，都需要確保工作流程盡可能高效，才能在更短時間內交付日益復雜的產品。
對流程效率的追求很可能導致流程間的脫節，其中專門負責噪聲、振動和粗糙度（NVH）、熱-機械-電氣分析或安全評估等學科的特定工程師或小團隊創建了他們專屬的工作流程。如果不能全面考慮復雜產品設計與研發所需的眾多仿真流程，那么僅針對一個學科流程的改進很可能會妨礙其他學科流程。
數字化轉型成功的關鍵因素
通過仿真流程與數據管理進行虛擬產品研發
為了在多物理場仿真和多學科優化中開展協作，實現自動化并可發布多個重復性任務的工作流程以及仿真流程與數據管理（SPDM）變得至關重要。以下羅列一些能夠跨學科自動化和標準化的任務示例。
將某個學科的結果作為輸入傳遞到下一步操作中
后處理步驟、報告和結果提取
模型生成任務
比較替代方案以找出最優設計
后續優化在調整后的約束和目標下運行
將流程集成和設計優化與企業級SPDM相結合
解決協同工作相關難題的一種方案是將強大的流程集成與設計優化（PIDO）解決方案——Ansys optiSLang和由Aras支持的Ansys Minerva相結合。
展開 AMCOR實現仿真流程自動化
當定義好具體的分析流程及最佳實踐后，采用 ISD 在減少開發時間和成本的同時可以大大增強產品魯棒性和產品性能。
Altair 產品設計團隊與 Amcor 團隊密切合作來理解現有的沖擊仿真流程，以便確定如何最好地執行 ISD，同時避 免影響產品開發周期。通過現場培訓，幫助團隊快速、有效的掌握了 ISD 解決方案。
Altair 產品設計團隊與 Amcor 團隊密切合作來理解現有的沖擊仿真流程，以便確定如何最好地執行 ISD，同時避免影響產品開發周期。通過現場培訓，幫助團隊快速、有效的掌握了 ISD 解決方案。
此解決方案可以指導分析師通過定義沖擊仿真過程、創建來自 CAD 幾何與求解器相應的數據文件進行各種仿真 分析。對于 Amcor，這包括“空排放的最大負載”是要分析空瓶子的屈曲載荷；“填滿的最大負載”是指流體將充滿瓶子， 用來限制和分析屈曲載荷；“真空反應”測試容器是否能夠吸收真空；“存儲壓力”檢查容器是否能夠承受填充壓力。
結論
曾經冗長且強度大的工作，花費了 Amcor 很多小時，現如今通過使用 ISD 方案，即可簡化為幾十分鐘的工作。 在虛擬測試階段，團隊能夠節省相當多的時間。例如，目前對最簡單的工況實施該解決方案，技術團隊在前處理階段提高了至少 60%的效率。
如今 Amcor 能使它的工程師和設計師們更多地專注于未來項目的研發而加速關鍵性能的分析研究。在一個創新是關鍵的行業，通過與 Altair 的合作 Amcor 獲益匪淺，工程師們不再需要花大量時間建立產品模型和進行各種設置。
Amcor 和 Altair 產品設計團隊如今正進行更多改進來增加應用范圍，使這個工具易于操作；并且我們期待未來可以實現完全自動化地進行模型的前處理。
展開 仿真流程如何實現標準化及自動化
企業在應用仿真驅動研發創新過程中，時常會遇到專家經驗難以傳承、重復工作效率低、仿真流程不一致等設計問題。
針對以上這些問題，我們其實都有相應的應對措施，針對如何更好地分享和傳遞專家經驗，可以把它IT化，例如做成APP；減少重復性工作提高效率則可以把它定制成自動化的流程，騰出時間去做更深入的研究；通過對仿真流程標準化，使得公司新人也都可以達到非常專業的仿真水平。因此，仿真流程的標準化及自動化已成為應對以上問題的主要解決方案。
如何將資源程序集成到統一的平臺，不再有流程一致性的問題，以及搭建自動化的優化流程。主要分為兩部分，首先是通過ANSYS ACT這項定制化開發工具來實現一些功能的定制、流程的自動化，并且與我們資源程序或第三方程序進行集成，通過ACT也可以把資源程序集成到Workbench的自動化系統，ANSYS ACT可以幫助大家實現功能定制、自動化流程，還有不同軟件的集成。
其次對大家來說，可能用的軟件不一定完全是ANSYS，可以是其他CAE軟件，在你的設計流程中，我們進行定制化自動化流程，以及把它集成到SPDM是怎么實現的？
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線上研討會 | 智能體驅動，開啟仿真新玩法——初步探索AI在Abaqus與CST中的應用
<p><img src="https://img.jishulink.com/202605/imgs/28f8748075fb4464ac2456506772683c"></p><p>在AI智能體快速發展的今天，各行各業都在探索如何將AI融入研發流程，以加速行業創新。仿真技術作為產品研發的核心驅動力，如何與AI融合，推動仿真流程自動化與智能化演進，高效解決工程實際問題，已成為提升工程效率的重要課題。雖然距離大規模落地仍有挑戰，但已有不少前沿實踐在局部環節取得突破。</p><p>本次線上研討會將聚焦Abaqus結構仿真與CST電磁仿真，分享AI智能體與仿真軟件結合的初步方法與實際應用，探討如何通過自然語言等方式輔助建模、求解與后處理等仿真任務。</p><p>我們歡迎仿真工程師、技術研究者及相關領域同行共同參與，一起展望AI與仿真融合的可行路徑，并理性探討當前階段面臨的挑戰與可能的發展方向。</p><p><strong>會議日程</strong></p><p><strong>時間：</strong>2026年5月28日 周四，14:00-15:30</p><ul><li><strong>14:00-15:00</strong>《AI智能體驅動Abaqus 仿真全流程自動化》車福炎</li><li><strong>15:00-15:30</strong>《AI智能體驅動CST仿真全流程自動化》李瑞鵬</li></ul><p><strong>內容簡介</strong></p><p><strong><em>01.《AI智能體驅動Abaqus 仿真全流程自動化》車福炎</em></strong></p><p>1. AI 智能體簡介</p><p>2. AI 智能體與 Abaqus 集成方法</p><p>3. 使用 AI 驅動 Abaqus 自動化建模與仿真</p><p>4.
展開 modeFRONTIER-降低開發成本，縮短開發時間
一.將CAE工程師從繁重工作解脫出來和CAE仿真流程自動化
右圖是客戶調查結果，運用modeFRONTIER進行CAE設計仿真流程自動化，工作效率和建模精度都大大的提高了，工程師專注于CAE業務上的時間不超過工作時間的10%。
讓技術人員在這“-低于10%的時間”內從事更有意義的工作。這些效率的提高具有非常重要的意義。
二.可根據試驗數據進行自動調整
將仿真結果與實驗數據進行對比，驗證所使用的仿真方法的正確性和精確程度。可以將設計問題轉變為仿真數據和實驗數據誤差最小化的優化模型，對有限元模型進行必要的校核與驗證。
使仿真能夠確切地反映真實的物理現象。modeFRONTIER系統地對多個仿真參數進行驗證和校核，實現了校核與驗證的自動化，大大的提高了工作效率和結果質量
三.最大限度減少大規模CAE計算的計算次數
降低CAE計算模型規模、縮短計算時間一般情況下，仿真分析的模型規模大、計算耗時長，為優化設計帶來困難，，運用試驗設計方法最大限度的探索設計空間和構建近似模型技術等方法， 大幅降低了計算模型規模、縮短了計算時間。另外，modeFRONTIER可以將近似模型作為優化數學模型進行虛擬優化計算。
四.優化和規劃PC資源，用來搭建分布式計算環境
當今制作業是最具有國際競爭力的核心產業，適合“跟著太陽走”的經營模式，modeFRONTIER是一高度開放的，智能的全面的網格計算解決方案，優化和規劃企業PC/CAE等軟硬件資源，用來搭建分布式計算環境，可以實現24小時不間斷CAE自動分析計算。實現對高性能計算的高效利用。
下班前整合modeFRONTIER軟硬件環境，第二天上班可以評估計算結果。這樣的作業管理也變得可能。
展開 流程工業自動化的未來
而且為了讓這些老系統能夠利用Honeywell的云基開放虛擬工程平臺，使TDC的環境虛擬化，還能夠支持與WirelessHART等無線變送器、儀表的聯接，利用低成本、小資源的仿真系統等，他們用了七年時間開發了Experion LCN R501.1，可以仿真TDC老系統的系統軟件，實現100%的二進制兼容和互操作。花了那么長的時間在技術上得以實現，其成本可想而知。
開放的架構
多年前埃克森美孚的研究和工程部門公開倡議開發一個全新的、基于標準的過程控制架構。2014年他們編創了一個基本特性文件，在2015年的ARC論壇上分發，受到相當的關注，引發了熱烈討論，也得到具有相同要求的其它最終用戶的支持。由于美國開放集團（The Open Group）在為其它工業部門創建標準方面的專業性和成功表現，埃克森美孚決定委托這個非盈利的第三方，組織一個新的標準化活動，面向流程控制工業中業務和技術的挑戰，開發一個新的系列標準。
The Open Group創建了開放流程自動化論壇OPAF（the Open Process Automation? Forum），吸收一批最初的成員，并于2016年11月在舊金山召開了第一次會議。截止到2018年底，該組織已經有超過133個團體成員，包括最終用戶、硬件和軟件供應商、系統集成商、學術單位和標準化組織。顯然這是一個以大型的最終用戶為主及其支持者流程自動化供應商組成的共同體。
這個組織的使命就是維新。已經20多年沒有變動的DCS的架構，在迅速發展的IT技術面前，將如何重生？
展開 小型沖壓件全流程自動化生產模式探究
目前，隨著家電行業的不斷發展，鈑金沖壓件自動化生產已日趨廣泛，但由于零件較小、生產計劃量大、要求精度高等因素的影響，部分鈑金沖壓件仍舊無法利用全流程自動化生產模式提產增效，同時在生產中也存在著庫存浪費、加工浪費以及人員浪費，是眾多企業著重想解決的問題。針對此情況，項目組結合生產實際，從零件本身結構入手，針對上述體積較小的鈑金沖壓件進行技術突破，解決了其全流程自動化生產難以實現的難題。本文以空調器接地片組件為例，介紹了小型鈑金沖壓件全流程自動化生產模式的研究與應用。
空調器接地片組件及落后生產模式
接地片組件介紹
空調器接地片組件由1 個接地片、3 個六角鉚接螺母、1 個螺釘組合件、1 個標示通過鉚接、預裝而成，如圖1、圖2、圖3 所示，接地片組件作為空調外機中重要組成部分，其主要應用于空調器接線板電器件的固定，是空調器使用中安全系統重要且必要的組成構件，該組件質量要求極高，不允許存在漏鉚、螺釘不到位等質量異常。
圖1 接地片沖壓件
圖2 接地片鉚接半成品
圖3 接地片預裝組件成品
接地片組件落后生產模式介紹
接地片組件生產主要包括三工序：接地片沖壓、接地片鉚接、接地片預裝，由于生產計劃量較大，在落后的生產模式中往往采取沖壓、鉚接、預裝成品依次進行的方式，我司為此需要配備多名員工進行單工序作業(圖4、圖5)，在一定程度上也就造成了加工浪費、庫存浪費、動作浪費等不合理生產浪費現象。
圖4 接地片沖壓件人工壓鉚現場圖
圖5 接地片鉚接半成品人工預裝現場圖
根據現場生產情況分析，落后的生產模式主要體現在以下幾個方面：
⑴人均效率低。
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