Isight的起源與發展

2016-10-24 by:CAE仿真在線來源:互聯網

20世紀80年代以來,從系統工程角度將“計算機輔助設計優化技術”應用于復雜產品研發成為新趨勢。“計算機輔助設計優化”最初被稱為“過程集成和設計優化”(PIDO,Process Integration & DesignOptimization),是繼計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助工程(CAE)之后的又一大技術進步,是一種通過綜合使用數值仿真技術、優化技術、統計技術、計算機技術和網絡技術,實現產品性能和質量改進的方法。

CAO(Computer Aided Optimization)技術是推動多學科設計優化理論和應用發展的支撐技術,其適用于廣泛的工程領域,能夠滿足用戶的設計優化需求,融合多種優化探索策略(試驗設計、全局和梯度優化算法、多目標優化方法等),提升產品性能和質量,同時將設計仿真流程集成自動化,大大縮短產品的研制周期。

在各種計算機輔助優化軟件中,Isight是最具代表性的。Isight在20世紀80年代由唐兆成博士發明,彼時他在美國通用電氣公司(GE)參與播音777的GE90渦扇發動機設計項目。在項目初期,十多名來自不同部門的工程師試圖依靠經驗、通過手工“試算-評估-校正”(Trial-and-Error)方法進行發動機優化設計。由于航空發動機性能評價涉及上百個復雜的專業仿真程序,優化約束和目標都極為苛刻,因此花費了數月的時間,仍未得到理想的解決方案。

唐兆成博士創造性地開發了一個開放的軟件框架,集成發動機多學科仿真模型和流程,借助優化算法自動地探索設計空間,獲得了燃油消耗率下降1%、質量減輕200~250磅的優化方案,每臺發動機節省成本25萬美元。由于GE90發動機的預計總銷量為2000臺,因此此項技術為GE節省了5億美金的成本。由于Isight將工程師從繁瑣而耗時的重復勞動中解放出來,大大提高了設計效率,因此被稱為“軟件機器人(Software Robot)”。

1996年,Engineous Software公司正式成立,致力于Isight推廣,經過近30年的不斷發展,Isight在全世界CAO優化軟件市場占有率達55%(Dartech數據),亞太市場占有率達90%。2007年6月,Isight被Dassault Systèmes收購,現為Dassault Systèmes公司的旗艦產品。

Isight廣泛應用于汽車、動力、航空、航天、電子、船舶、兵器等多個行業/領域,其典型應用包括以下幾個方面。

1.汽車行業

Isight獲得了全球大部分汽車整車和部件研發機構的青睞,應用于幾乎所有汽車性能開發領域,包括動力性和燃油經濟性、操縱穩定性和平順性、NVH性能、碰撞安全性、可靠性和耐久性、CFD性能開發、控制系統設計、CAE模型標定、材料加工和成型工藝優化等。

2.動力行業

Isight廣泛應用于GE、Siemens、P&W、Honeywell、York、UTRC、AVL、Richardo等發動機整機性能匹配、進排氣系統、渦輪增壓器、葉片氣動結構設計、輪盤結構設計、材料和工藝優化設計中。

3.航空航天領域

波音軍機事業部(Boeing Military)利用Isight構建飛機總體設計平臺CAVSIM(Conceptual Air Vehicle SIMulation),將飛行器概念設計周期從兩個月減少到四天。在空客A340-600、A400M、Beluga、A322、A380等多種機型設計中,利用Isight減少研制階段成本達5%,縮短飛機研制周期30%。

4.光機電領域

Isight實現了GE鹵光燈6 Sigma質量優化設計,大幅提升了照明亮度和純度,同時降耗40%。Isight也用于美國電力電子中心CPES、Visteon、三星、日立等企業的集成電力電子模塊(IPEM)、微機電系統(MEMS)、CPU散熱片、陰極射線管(CRT)線圈、液晶顯示器(LCD)電路、ABS系統控制、雷達設備、空間光學望遠鏡的設計優化。

5.船舶領域

Isight用于自治式潛水器、小水線面船的水下浮力部分、船舶推進器、艦艇布局和結構設計優化、船用蒸汽輪機設計等領域。

6.兵器領域

Isight用于巡航導彈優化設計、超高速電磁炮控制系統優化、坦克裝甲車液力變矩器優化等。

7.核能領域

Isight可實現核反應堆換料裝填優化、核反應堆熱力學和水動力學優化、壓力容器和管道抗震設計等。

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