Isight高级教程 adv_07_Arra
Isight教程Basic_03_Fence2
Excel 练习
进入 isightTrn/Fence2 目录 打开 Fence.xls 电子表格 界面中的"加载" 访问 iSIGHT/Excel 界面中的"加载" 映射输入和输出参数 保存描述文件, 保存描述文件 接着用 iSIGHT打开 打开
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Excel 练习
使用第一个栅栏问题的参数表值 将缺省的优化方法改为一个简单的优化技术, 将缺省的优化方法改为一个简单的优化技术 NLPQL 中打开一个Custom表格 在Solution Monitor 中打开一个 表格 执行该程序
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访问 iSIGHT/Excel电子表格界面 电子表格界面
两种方法访问界面: 两种方法访问界面
从 Excel软件 软件 从 iSIGHT软件 软件
最简单的方法是从 Excel内部开始 内部开始 工具" 从Excel 的"工具"( "Tools" )菜单中选 取"加载" (Add-In ) 加载"
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从isight软件最简单的方法是从excel内部开始从excel的工具tools菜单中选取加载addin选择excel的加载addin三个对话框工作手册定义输入参数映射mapping输出参数映射mapping在isight中插入一个excel元件三个可比较的对话框工作手册定义输入参数映射输出参数映射10您完成上述操作之后信息保存在两个文件中
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iSIGHT 基本培训 基本培训 使用 Excel的栅栏问题 的
iSIGHT 与 Excel 电子表格界面
许多工程师和科学家在工程分析中使用微软 公司的 Excel 软件 Excel 软件的应用范围从简单计算到复杂的, 软件的应用范围从简单计算到复杂的, 多表格计算 iSIGHT与 Excel 之间的连接曾被认为是一个高 与 级培训课题—这里是一个简单例子 级培训课题 这里是一个简单例子
isight参数优化理论和实例详解
前言●Isight 5.5简介笔者自2000年开始接触并采用Isight软件开展多学科设计优化工作，经过12年的发展，我们欣喜地看到优化技术已经深深扎根到众多行业，帮助越来越多的中国企业提高产品性能和品质、降低成本和能耗，取得了可观的经济效益和社会效益。
作为工程优化技术的优秀代表，Isight 5.5软件由法国Dassault/Simulia公司出品，能够帮助设计人员、仿真人员完成从简单的零部件参数分析到复杂系统多学科设计优化（MDO, Multi-Disciplinary Design Optimization）工作。
Isight将四大数学算法（试验设计、近似建模、探索优化和质量设计）融为有机整体，能够让计算机自动化、智能化地驱动数字样机的设计过程，更快、更好、更省地实现产品设计。
毫无疑问，以Isight为代表的优化技术必将为中国经济从“中国制造”到“中国创造”的转型做出应有的贡献！●本书指南Isight功能强大，内容丰富。
本书力求通过循序渐进，图文并茂的方式使读者能以最快的速度理解和掌握基本概念和操作方法，同时提高工程应用的实践水平。
全书共分十五章，第1章至第7章为入门篇，介绍Isight的界面、集成、试验设计、数值和全局优化算法；第8章至第13章为提高篇，全面介绍近似建模、组合优化策略、多目标优化、蒙特卡洛模拟、田口稳健设计和6Sigma品质设计方法DFSS（Design For 6Sigma）的相关知识。
本书约定在本书中，【AA】表示菜单、按钮、文本框、对话框。
如果没有特殊说明，则“单击”都表示用鼠标左键单击，“双击”表示用鼠标左键双击。
在本书中，有许多“提示”和“试一试”，用于强调重点和给予读者练习的机会，用户最好详细阅读并亲身实践。
本书内容循序渐进，图文并茂，实用性强。
适合于企业和院校从事产品设计、仿真分析和优化的读者使用。
在本书出版过程中，得到了Isight发明人唐兆成（Siu Tong）博士、Dassault/Simulia （中国）公司负责人白锐、陈明伟先生的大力支持，工程师张伟、李保国、崔杏圆、杨浩强、周培筠、侯英华、庞宝强、胡月圆、邹波等参与撰写，李鸽、杨新龙也为本书提供了宝贵的建议和意见，在此向所有关心和支持本书出版的人士表示感谢。
ISIGHT工程优化案例分析
iSIGHT工程优化实例分前言随着设备向大型化、高速化等方向的发展，我们的工业设备（如高速列出、战斗机等）的复杂程度已远超乎平常人的想象，装备设计不单要用到大量的人力，甚至已牵涉到了数十门学科。
例如，高速车辆设计就涉及通信、控制、计算机、电子、电气、液压、多体动力学、空气动力学、结构力学、接触力学、疲劳、可靠性、维修性、保障性、安全性、测试性等若干学科。
随着时代的进步，如今每个学科领域都形成了自己特有研究方法与发展思路，因此在设计中如何增加各学科间的沟通与联系，形成一个统一各学科的综合设计方法（或平台），成为工程和学术界所关注的重点。
多年来，国外已在该领域做了许多著有成效的研究工作，并开始了多学科优化设计方面的研究。
就国外的研究现状而言，目前已经实现了部分学科的综合优化设计，并开发出了如iSIGHT、Optimus等多学科商业优化软件。
iSIGHT是一个通过软件协同驱动产品设计优化的多学科优化平台，它可以将数字技术、推理技术和设计搜索技术有效融合，并把大量需要人工完成的工作由软件实现自动化处理。
iSIGHT软件可以集成仿真代码并提供智能设计支持，对多个设计方案进行评估和研究，从而大大缩短了产品的设计周期，显著地提高了产品质量和可靠性。
目前市面上还没有关于iSIGHT的指导书籍，而查阅软件自带的英文帮助文档，对许多国内用户而言尚有一定的难度。
基于以上现状，作者根据利用iSIGHT做工程项目的经验编写了这本《iSIGHT工程优化实例》。
本书分为优化基础、工程实例和答疑解惑三个部分，其中工程实例中给出了涉及铁路、航空方面多个工程案例，以真实的工程背景使作者在最短的时间内掌握这款优化的软件。
本书在编写的过程中，从互联网上引用了部分资料，在此对原作者表示衷心地感谢！我要真诚地感谢大连交通大学（原大连铁道学院）和王生武教授，是他们给了我学习、接触和使用iSIGHT软件机会！仅以本书献给所有关心我的人！赵怀瑞2007年08月于西南交通大学目录第一章认识iSIGHT (1)1.1 iSIGHT软件简介 (1)1.2 iSIGHT工作原理简介 (5)1.3 iSIGHT结构层次 (6)第二章结构优化设计理论基础 (8)2.1 优化设计与数值分析的关系 (8)2.2 优化设计基本概念 (8)2.3 优化模型分类 (10)2.4 常用优化算法 (11)2.5大型结构优化策略与方法 (25)第三章iSIGHT软件界面与菜单介绍 (32)3.1 iSIGHT软件的启动 (32)3. 2 iSIGHT软件图形界面总论 (32)3.3 任务管理界面 (36)3.4 过程集成界面 (43)3.5 文件分析界面 (46)3.6 过程监控界面 (49)3.4 多学一招—C语言的格式化输入/输出 (53)第四章iSIGHT优化入门 (54)4.1 iSIGHT优化基本问题 (54)4.2 iSIGHT集成优化的一般步骤 (54)4.3 iSIGHT优化入门—水杯优化 (55)第五章模压强化工艺优化 (76)5.1 工程背景与概述 (76)5.2 优化问题描述 (76)5.3 集成软件的选择 (77)5.4有限元计算模型介绍 (77)5.5 模压强化优化模型 (78)5.8 iSIGHT集成优化 (81)5.9优化结果及其分析 (88)5.10 工程优化点评与提高 (89)第六章单梁起重机结构优化设计 (90)6.1 工程与概述 (90)6.2 优化问题描述 (90)6.3 集成软件的选择 (91)6.4起重机主梁校核有限元计算模型介绍 (92)6.5 主梁优化模型 (92)6.8 iSIGHT集成优化 (94)6.9优化结果及其分析 (99)6.10 工程优化点评与提高 (100)6.11 多学一招—ANSYS中结果输出方法 (100)第七章涡轮增压器压气机叶片优化设................................................... 错误!未定义书签。
Isight高级教程 adv_03_MDOL-Updated
SubTask Approximations Task Process Optimization DesignOfExperiments TradeoffAnalysis QualityEngineeringMethods TaskPlan DataStorage CheckPoint Knowledge TaskCleanup Procedures 5
?(StoreApproxRuns: [yes] | no)
End DataStorage task-name
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Application DataStorage Block
DataStorage Airplane Restore: yes
DataLog: “Airplane.db”
Mode: overwrite MatchMode: Exact DataLookUp: “Airplane.db”
MDOL
Multidisciplinary Optimization Language
iSIGHT Advanced Training
Pratt & Whitney
November 29 and 30, 2001
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MDOL
When an application is completed in iSIGHT, it is saved to a description file, myTask.desc Description files are ASCII text files written in the Multi-Disciplinary Optimization Language (MDOL)
Auxiliaries Airplane P: moveLimit T: real InitialValue: 0.5 Parameter: iCheck T: integer I: 1 End Auxiliaries Airplane
ISIGHT里面的优化方法
ISIGHT里面的优化方法大致可分为三类：1 数值优化方法数值优化方法通常假设设计空间是单峰值的，凸性的，连续的。
iSIGHT中有以下几种：（1）外点罚函数法（EP）：外点罚函数法被广泛应用于约束优化问题。
此方法非常很可靠，通常能够在有最小值的情况下，相对容易地找到真正的目标值。
外点罚函数法可以通过使罚函数的值达到无穷值，把设计变量从不可行域拉回到可行域里，从而达到目标值。
（2）广义简约梯度法（LSGRG2）：通常用广义简约梯度算法来解决非线性约束问题。
此算法同其他有效约束优化一样，可以在某方向微小位移下保持约束的有效性。
（3）广义虎克定律直接搜索法：此方法适用于在初始设计点周围的设计空间进行局部寻优。
它不要求目标函数的连续性。
因为算法不必求导，函数不需要是可微的。
另外，还提供收敛系数（rho），用来预计目标函数方程的数目，从而确保收敛性。
（4）可行方向法（CONMIN）：可行方向法是一个直接数值优化方法，它可以直接在非线性的设计空间进行搜索。
它可以在搜索空间的某个方向上不断寻求最优解。
用数学方程描述如下：Design i = Design i-1 + A * Search Direct ion i方程中，i表示循环变量，A表示在某个空间搜索时决定的常数。
它的优点就是在保持解的可行性下降低了目标函数值。
这种方法可以快速地达到目标值并可以处理不等式约束。
缺点是目前还不能解决包含等式约束的优化问题。
（5）混合整型优化法（MOST）：混合整型优化法首先假定优化问题的设计变量是连续的，并用序列二次规划法得到一个初始的优化解。
如果所有的设计变量是实型的，则优化过程停止。
否则，如果一些设计变量为整型或是离散型，那么这个初始优化解不能满足这些限制条件，需要对每一个非实型参数寻找一个设计点，该点满足非实型参数的限制条件。
Isight高级教程 adv_05_Prep-Update
InputFile and OutputFile variables can be used in later dynamic MDOL statements
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Insert/End Insert
Must be placed in the description file such that the resulting MDOL text is inserted in the correct location Only the results of the last Tcl command are written to the description file (set & append commands) May be used to generate run-time Tcl commands
7
Perform Example
mdol -p foo.desc
... Perform set InputFile “In.txt” set OutputFile “Out.txt” End Perform ...
Pre-processed MDOL File foo.desc Post-processed MDOL File foo.mdol
14
Answer : *.desc中的伪代码
Perform ： 产生变量InputFile,OutputFile set FileList [exec init.sh AeroIn.txt AeroOut.txt] set InputFile [lindex $FileList 0] set OutputFile [lindex $FileList 1] End Perform ……………… SimCodeProcess AeroCode Program: "../Programs/aeroarg.exe" ElapseTime: 5m Prologue WriteInputSpecs: AeroIntxt Epilogue ReadOutputSpecs: AeroOuttxt Insert set MDOL " Execution: \"../Programs/aeroarg.exe $InputFile $OutputFile\"" End Insert -> 运行后此处实际的字符串为：Execution: "../Programs/aeroarg.exe AeroIn.txt AeroOut.txt" End SimCodeProcess AeroCode
iSIGHT入门
ISIGHT 初级培训教材（初稿）大图标版1、 ISIGHT 简介首先，我们介绍一下ISIGHT 的结构组成。
如图1所示，ISIGHT 由以下四个功能模块组成：通过过程集成模块，可以集成相应的商业或自编程序，并通过问题定义模块将整个优化问题确定好，在求解过程中应用求解监视器对优化过程和效果进行实时显示，直至最终的优化结果。
以上所有的模块都是在任务管理模块的控制协调之下完成的。
为了更形象的解释各模块的功能和ISIGHT 的操作，我们以一个围栏问题为例加以说明。
图 1 ISIGHT 主要组成2、 围栏问题下面我们以最简单、最基础的围栏问题作为优化案例来说明ISIGHT 的基本操作步骤。
问题描述：一个农夫用一个周长为400米的篱笆来围一块矩形的菜地，他不知道如何选择菜地的长和宽来保证所谓菜地面积最大（图2）。
那么这个问题就可以用数学语言描述为：设矩形 长为L ，宽为W 。
面积为Area则 在约束 2*（L+W ）=400 的条件下使得 Area=L*W=maximum根据初等代数学的知识，我们可以将长L 替换为W ，即有约束可以知道L=200-W 代入 Area 的计算公式中，可知 Area=（200-W ）*W ，由一元二次函数的性质，可知当W=-b/(2a)=100时，Area 取得最大值10000，即当菜地的形状为正方形时，取得的面积最大。
下面通过ISIGHT 来找到这个最优点，并与理论结果比较一下。
1、确定问题，优化变量，计算方法和优化目标将培训光盘里Training_CD\LabFiles\Windows\isightTrn\Fence1目录及其目录下的所有文件拷贝至D ：盘的根目录下，该目录中包含着整个优化计算的内容。
这里面的优化变量为矩形的长和宽，优化目标为面积，优化的目的是使面积最大化。
为此，建立一个输入文件FenceIn.txt ，一个输出文件FenceOut.txt 。
和一个可执行文件Fence.exe 来进行面积的计算。
Isight技术文件
技术响应与说明文件系统集成优化软件Isight技术说明书目录一ISIGHT介绍 ................................................................................................ 错误！未定义书签。
二系统目标.......................................................................................................... 错误！未定义书签。
三ISIGHT系统架构......................................................................................... 错误！未定义书签。
四ISIGHT功能 ................................................................................................. 错误！未定义书签。
五与招标文件相关技术要求的实质性响应 ...................................................... 错误！未定义书签。
1.功能要求 ....................................................................................................... 错误！未定义书签。
1.1设计仿真流程集成................................................................................. 错误！未定义书签。
1.2模型的可移植性..................................................................................... 错误！未定义书签。
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• Directory: isightTrn/Arrays
2013-9-10 11
Summary
• iSIGHT supports arrays • Process Integration Calculator GUI does not provide access to individual array elements • File Parser, Problem Definition, and Solution monitor support individual array elements • Test data matching problems may be set up in iSIGHT using arrays
2013-9-10 2
Array Slices
• An array slice is a subset of array elements • Valid range expressions are x:y, where x < y (x:x is valid) • Must give a slice for each dimension
2013-9-10 8
Lab
• The file Test.dat contains results of testing a product. File contains 41 lines with 3 columns of data: time, speed, displacement. • Model product with mass-spring-damper system. Computer program simulation.exe predicts behavior of product.
• Invalid Expressions:
– A[-2] A[8:10] B[1,2] B[1:3, 1:3, 1:3]
2013-9-10 4
Examples
• B[0:2, 0:1, 0:2]
Array B
0:2 0:1
0:2
2013-9-10
5
Arrays and MDOL
• No array keyword in MDOL • Declare arrays as other iSIGHT parameters
2013-9-10 9
Lab
Initial Simcode Response
Spring Mass
Damper
Desired Test Response Data
Force Initial Speed
2013-9-10 10
Lab
• Designate stiffness and damping as the design variables and minimize the difference between the test speed data and the simcode speed data • Initial values:
Arrays
• Arrays are convenient storage units for data • Interface support exists for arrays in File Parser • No interface support for arrays in Process Integration (Calculator) • Interfaces support exists for arrays in Problem Definition and Solution Monitor
2013-9-10 12
Useful API’s and Info
• Use api_GetParameterValue in the calculation • Use Delta, not delta • TestSpeedData and SimcodeSpeedData are auxiliary parameters (not input or output) • Delta is the output parameter • Calculation processes the difference (delta) between the two deflection arrays
2013-9-10 1
Array Types & Dimension
• Arrays may be of type INTEGER or REAL (not DISCRETE) • Arrays may have up to 3 dimensions • Array indices go from 0 … N-1, where N is the size of the array dimension • Sizes of array dimensions must be fixed (use dynamic MDOL for flexibility)
2013-9-10
3
Examples
• Array Declarations: A[10] B[3,3,3] • Valid Expressions:
– A[2] A[5:7] B[0:2, 0:1, 0:2] B[1, 0:1, 0:2]
• Entirety Expressions:
– A B A[0:9] B[0:2, 0:2, 0:2]
2013-9-10 6
Example
• BLISS-S: 60 member hub frame2Leabharlann 13-9-107Lab
• Use iSIGHT’s array functionality in a test data matching problem • In test data matching, computer modeling results are driven toward known test results using optimization • The tuning of the computer model to reflect life data makes it a more effective design tool
– Parameter: B[2,3] InitialValue: [1 2 3 4 5]
• Initial values are 0 by default • Initial values entered in row-major order:
– B[0,0] = 1 B[0,1] = 2 B[0,2] = 3 – B[1,0] = 4 B[1,1] = 5 B[1,2] = 0
2013-9-10 13