DfAM专栏：optiSLang多学科稳健性优化设计实践

计算机辅助工程(CAE)有助于研究众多产品应用场景中大量的产品的设计变化。这是虚拟产品研发流程中削减成本、缩短设计周期的一大关键策略。Ansys Workbench（为参数化和普遍的CAD与CAE建模提供了领先技术，用于仿真驱动产品研发）与Ansys optiSLang（为RDO方法提供了效率和自动化）的结合，可为产品优化提供强大的虚拟环境。

本介绍内容包括：

1. Ansys optiSLang的突出特点，帮助用户将强大的参数化模型功能与鲁棒性设计优化结合；
2. 说明为什么optiSLang是满足用户对参数化与仿真驱动型虚拟产品研发的未来需求的理想平台。

用于RDO的尖端算法

在虚拟产品研发中引入基于CAE的RDO，这对流程自动化、参数化虚拟模型及算法效率提出了严格要求。

自optiSLang于2001年推出以来，其技术不断发展演进，支持复杂非线性分析模型（可包含许多参数和随机变量）的应用。optiSLang还能可靠地处理设计故障和CAE求解器噪声。其采用模块化工作流程，是一种灵活、用户友好型的软件工具，用于基于CAE的产品优化。利用optiSLang和最佳元模型(MOP)方法，用户能够开展自动变量降维、测量响应模型的预测质量，并有效解决具有挑战性的RDO任务。

CAE集成与流程自动化

Ansys Workbench可帮助用户创建强大的参数化建模，以满足关键RDO要求，包括与主要CAD程序的双向接口，并将CAE和CAD数据导入到中央参数管理器。Workbench的系统集成、流程自动化与任务控制功能有助于更新设计。optiSLang的流程自动化通过与参数化建模环境及外部CAE代码直接集成来实现。当Workbench、optiSLang和敏感度分析模块中的所有参数都可用时，将更容易开展优化以及鲁棒性评估。这样，能有效解决设置与运行变量分析的难题。

如果必须添加额外的输入/输出参数，必须处理信号或必须集成第三方工具，这时optiSLang的GUI可提供强大的集成与自动化功能。如果需集成Workbench项目，可以使用Ansys集成节点和文本文件集成功能。此外，optiSLang的图形编程也支持基于文件的流程集成，并可以从Ansys或SimulationX等环境（包括Excel、MATLAB和Python）直接访问参数化建模CAE环境。

CAx工作流程与仿真流程及数据管理

optiSLang为高效参数建模和流程生成提供了完整功能，包括定义和使用模板或子流程，以及定制用户定义的算法与工作流程。自optiSLang第5版发布以来，仿真流程与数据管理(SPDM)的接口已经建立，以便定义和使用SPDM参数化模型并与Ansys Minerva或西门子Teamcenter交换数据。

最佳实践模块

optiSLang可提供行业领先的算法，这些算法配备了默认设置和向导指南，为产品研发中应用基于CAE的RDO方法提供了良好的工程基础。optiSLang的算法和模块化工作流程生成由三个模块支持：

1. 敏感度分析可帮助用户理解设计，专注于关键参数，检查响应变化的预测质量，并自动生成最佳元模型；
2. 优化设计有助于提升产品设计性能；
3. 鲁棒性评估有助于用户验证有关分散性材料参数、生产容差和变化环境条件的设计鲁棒性。

这些模块可通过optiSLang的拖放功能轻松应用。使用基于向导的设置，用户能够最大限度地简化输入，只需设置参数范围、随机变量、约束和目标。借助最佳实践默认设置与向导指导的模块化工作流程，所有算法设置均可自动生成。在优化模块中，算法根据敏感度分析的结果和额外的用户输入，推荐最高效、最合适的优化策略。

可扩展性

optiSLang的开放式架构便于用户整合：

1. 用于DOE、优化、鲁棒性等的算法；
2. 元模型；
3. 工具集成；
4. 数据库连接。

这些接口能够满足即将推出的可扩展性功能的灵活性要求。

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