Isight的起源与发展

2016-10-24 by:CAE仿真在线来源:互联网

20世纪80年代以来,从系统工程角度将“计算机辅助设计优化技术”应用于复杂产品研发成为新趋势。“计算机辅助设计优化”最初被称为“过程集成和设计优化”(PIDO,Process Integration & DesignOptimization),是继计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工程(CAE)之后的又一大技术进步,是一种通过综合使用数值仿真技术、优化技术、统计技术、计算机技术和网络技术,实现产品性能和质量改进的方法。

CAO(Computer Aided Optimization)技术是推动多学科设计优化理论和应用发展的支撑技术,其适用于广泛的工程领域,能够满足用户的设计优化需求,融合多种优化探索策略(试验设计、全局和梯度优化算法、多目标优化方法等),提升产品性能和质量,同时将设计仿真流程集成自动化,大大缩短产品的研制周期。

在各种计算机辅助优化软件中,Isight是最具代表性的。Isight在20世纪80年代由唐兆成博士发明,彼时他在美国通用电气公司(GE)参与播音777的GE90涡扇发动机设计项目。在项目初期,十多名来自不同部门的工程师试图依靠经验、通过手工“试算-评估-校正”(Trial-and-Error)方法进行发动机优化设计。由于航空发动机性能评价涉及上百个复杂的专业仿真程序,优化约束和目标都极为苛刻,因此花费了数月的时间,仍未得到理想的解决方案。

唐兆成博士创造性地开发了一个开放的软件框架,集成发动机多学科仿真模型和流程,借助优化算法自动地探索设计空间,获得了燃油消耗率下降1%、质量减轻200~250磅的优化方案,每台发动机节省成本25万美元。由于GE90发动机的预计总销量为2000台,因此此项技术为GE节省了5亿美金的成本。由于Isight将工程师从繁琐而耗时的重复劳动中解放出来,大大提高了设计效率,因此被称为“软件机器人(Software Robot)”。

1996年,Engineous Software公司正式成立,致力于Isight推广,经过近30年的不断发展,Isight在全世界CAO优化软件市场占有率达55%(Dartech数据),亚太市场占有率达90%。2007年6月,Isight被Dassault Systèmes收购,现为Dassault Systèmes公司的旗舰产品。

Isight广泛应用于汽车、动力、航空、航天、电子、船舶、兵器等多个行业/领域,其典型应用包括以下几个方面。

1.汽车行业

Isight获得了全球大部分汽车整车和部件研发机构的青睐,应用于几乎所有汽车性能开发领域,包括动力性和燃油经济性、操纵稳定性和平顺性、NVH性能、碰撞安全性、可靠性和耐久性、CFD性能开发、控制系统设计、CAE模型标定、材料加工和成型工艺优化等。

2.动力行业

Isight广泛应用于GE、Siemens、P&W、Honeywell、York、UTRC、AVL、Richardo等发动机整机性能匹配、进排气系统、涡轮增压器、叶片气动结构设计、轮盘结构设计、材料和工艺优化设计中。

3.航空航天领域

波音军机事业部(Boeing Military)利用Isight构建飞机总体设计平台CAVSIM(Conceptual Air Vehicle SIMulation),将飞行器概念设计周期从两个月减少到四天。在空客A340-600、A400M、Beluga、A322、A380等多种机型设计中,利用Isight减少研制阶段成本达5%,缩短飞机研制周期30%。

4.光机电领域

Isight实现了GE卤光灯6 Sigma质量优化设计,大幅提升了照明亮度和纯度,同时降耗40%。Isight也用于美国电力电子中心CPES、Visteon、三星、日立等企业的集成电力电子模块(IPEM)、微机电系统(MEMS)、CPU散热片、阴极射线管(CRT)线圈、液晶显示器(LCD)电路、ABS系统控制、雷达设备、空间光学望远镜的设计优化。

5.船舶领域

Isight用于自治式潜水器、小水线面船的水下浮力部分、船舶推进器、舰艇布局和结构设计优化、船用蒸汽轮机设计等领域。

6.兵器领域

Isight用于巡航导弹优化设计、超高速电磁炮控制系统优化、坦克装甲车液力变矩器优化等。

7.核能领域

Isight可实现核反应堆换料装填优化、核反应堆热力学和水动力学优化、压力容器和管道抗震设计等。

开放分享：优质有限元技术文章,助你自学成才