系统工程中的协同设计与仿真研究
平台支撑下的仿真协同与设计优化
企业级材料数据管理（ANSYS Granta解决方案）
企业私有数据录入测试，研发，质量评估，设计， 仿真，供应商…
数据接口支持PLM, CAD, CAE系统
数据管理浏览，搜索 & 报告生成
数据分析可视化 & 辅助决策
流程管理
参考数据库金属，塑料，复合材料，陶瓷， 玻璃，涂料…
14
Ansys 综合解决方案打造仿真协同创新及设计优化平台
optimal performance parameters materials research and test calibration
仿真数据分析挖掘
Re-imagine simulation to model cause and effect to compute futureoutcomes with AI & deep learning baked in
仿真与试验协同
数据连续性
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Minerva：以仿真流程与数据管理为核心，支持仿真协同创新
Workbench
Ansys Minerva
部署环境
On-Premise
Public Cloud
Private Cloud
Graphic Server
权限管理
门户
作业管理
工作区
业务管控
多物理场 仿真
项目管理
仿真报告
CAE
4
试做
试验
Redesign
CAE
试做
试验
Redesign
CAE
试做
试验
仿真验证
仿真早期介入，与需求管理、系统设计协同不同阶段仿真的连续性、协同、重用设计变更及仿真验证协同迭代仿真与试验验证对比协同
多学科虚拟样机协同建模与仿真平台及其关键技术研究[1]
![多学科虚拟样机协同建模与仿真平台及其关键技术研究[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/c3e3dd030b4e767f5acfcec1.png)
第11卷第7期计算机集成制造系统Vol.11No.72005年7月Computer Integrated Manufacturing SystemsJul .2005文章编号:1006-5911(2005)07-0901-08多学科虚拟样机协同建模与仿真平台及其关键技术研究邸彦强1,李伯虎1,柴旭东2,王 鹏1(1.北京航空航天大学自动化学院,北京 100083;2.航天科工集团二院,北京 100854)摘 要:针对面向多学科虚拟样机开发的协同建模与仿真平台,建立了其系统体系结构和技术体系结构。
提出了该平台解决多学科虚拟样机协同建模与仿真问题中的4项关键技术,包括:①面向模型的多领域协同仿真技术;②基于系统工程理论和组件技术的建模技术;③网格技术和微软自动化技术;④采用可扩展标记语言和产品生命周期管理系统的集成技术。
给出了一种符合并行工程思想的基于该平台的虚拟样机开发过程模型。
最后,简要介绍了该平台在船舶领域的一个应用范例,以及在航天、船舶和卫星等领域的初步实践,表明该平台能有效支持虚拟样机工程。
关键词:多学科虚拟样机;协同仿真;仿真平台;网格技术;集成技术中图分类号:T P391.9 文献标识码:AResearch on collaborative modeling &simulation platform for multi -disciplinary virtualprototype and its key technologyD I Yan -qiang 1,LI Bo -hu 1,CH A I X u -dong 2,WA N G Peng 1(1.Sch.of A utomatio n,Beihang U niv.,Beijing 100083,China;2.T he Second A cademy,China A ero space Sci.&Indust ry Co rp.,Beijing 100854,China)Abstract:T he system ar chitecture and technolog y ar chitectur e of Collabor ative M o deling &Simulation Platfor m (Cosim-P latfo rm)w ere established fo cusing on dev elopment o f M ult i-Disciplinary V ir tua l Pr otot ype.T o solv e the pro blem o f co llaborat ive modeling and simulat ion,fo ur key technolog ies wer e put for wa rd:model-o riented multi-domain collabor ativ e simulatio n technolog y,mo deling t echnolo g y based on System Eng ineer ing T heor y and co mpo nent techno log y,g rid techno log y and M icr osoft auto mation techno lo gy ,Co sim-P latfo rm s inter nal and ex ter nal integ ratio n technolo gy ,w hich w as based on eXtensible M arkup L ang uage(XM L )and Pr oduct L ifecycle M an ag ement (PL M ).A vir tual prototype development process mo del w as provided in accordance with the principle of Concur rent Eng ineering.At last,an application example in Ship was briefly introduced.T he primary practices in the fields of A s tronautics,Ship and Satellite indicated that Cosim-Platfor m could effectively support development of virtual prototype.Key words:multi-disciplinary v ir tua l pr oto type;collabor ativ e simulat ion;simulat ion platfor m;g rid technolog y;integr ation techno log y收稿日期:2004-06-24;修订日期:2004-09-20。
基于模型的系统工程在航电系统设计中的研究与仿真
基于模型的系统工程在航电系统设计中的研究与仿真1. 引言1.1 背景与目的航电系统作为飞机的核心系统之一，其设计与性能直接关系到飞机的飞行安全和效率。
随着航空技术的不断发展，航电系统的功能和复杂性也在不断提升，对系统设计、集成和验证提出了更高的要求。
基于模型的系统工程是一种综合利用建模、仿真和分析工具的方法，可以帮助工程师更好地理解系统的复杂性、优化设计方案、降低开发风险。
在航电系统设计中，采用基于模型的系统工程方法可以提高设计效率，降低成本，确保系统的性能和安全性。
本文旨在探讨基于模型的系统工程在航电系统设计中的应用，并通过研究案例和仿真技术的介绍，为航空工程领域的研究和实践提供借鉴和参考。
通过深入研究航电系统设计中基于模型的系统工程，可以推动航空技术的发展，提升飞机的性能和安全性，推动航空产业的可持续发展。
1.2 研究意义航电系统设计是航空航天领域中至关重要的一个组成部分，其关系着航空器的安全性、可靠性和性能。
基于模型的系统工程在航电系统设计中的研究与仿真具有重要的实践意义和指导意义。
基于模型的系统工程能够提供设计过程中的可视化、数字化、模拟化工具，使设计人员可以更直观地了解系统的结构和功能，更方便地对设计方案进行评估和优化。
通过建立系统模型，可以对复杂的航电系统进行分析和设计，提高系统设计的效率和质量。
基于模型的系统工程还可以帮助设计人员在设计初期发现和解决问题，减少设计时间和成本，提高系统的可靠性和安全性。
通过模拟和仿真可以对系统进行全面的验证和评估，提前发现潜在的问题，并及时进行调整和改进。
基于模型的系统工程在航电系统设计中的研究与仿真具有重要的实践意义，可以提高系统设计的效率和质量，保障航电系统的安全性和可靠性。
对基于模型的系统工程在航电系统设计中的应用进行深入研究和探讨，将对航空航天领域的发展和进步起到积极的推动作用。
1.3 研究方法研究方法是科学研究的核心环节，是实现研究目的的重要手段。
基于MATLABSIMULINK与FLUENT的协同仿真方法研究
基于MATLABSIMULINK与FLUENT的协同仿真方法研究一、本文概述随着科学技术的不断发展和进步，仿真技术在各个工程领域中扮演着越来越重要的角色。
特别是在流体力学、热力学、控制理论等领域，仿真技术已成为研究、设计、优化和验证复杂系统的重要手段。
本文旨在探讨基于MATLAB Simulink与Fluent的协同仿真方法，分析其在多物理场耦合问题中的应用，并研究其在实际工程中的实现和优化。
本文将简要介绍MATLAB Simulink和Fluent两款软件的基本功能和应用领域。
MATLAB Simulink作为一种强大的数学建模和仿真工具，广泛应用于控制系统、信号处理、通信等领域。
而Fluent则是一款专业的流体动力学仿真软件，能够模拟复杂的流体流动、传热和化学反应等现象。
本文将详细阐述基于MATLAB Simulink与Fluent的协同仿真方法的原理和实现过程。
该方法通过将Simulink的控制逻辑模型与Fluent 的流体动力学模型相结合，实现多物理场之间的耦合仿真。
这种方法不仅提高了仿真的准确性和效率，还能更好地模拟实际工程中复杂系统的动态行为。
本文将通过具体案例，展示基于MATLAB Simulink与Fluent的协同仿真方法在实际工程中的应用。
通过对案例的详细分析和讨论，揭示该方法在解决实际问题中的优势和潜力，并为相关领域的研究和应用提供参考和借鉴。
本文旨在深入研究基于MATLAB Simulink与Fluent的协同仿真方法，探索其在多物理场耦合问题中的应用和优化策略，为相关领域的工程实践和技术创新提供有力支持。
二、MATLAB/SIMULINK简介MATLAB/Simulink是MathWorks公司开发的一款广泛应用于数学计算、算法开发、数据可视化以及数值计算的高级编程语言和交互式环境。
MATLAB以其高效的数值计算能力和丰富的函数库，在科学计算、工程设计和数据分析等领域具有广泛的应用。
CAD_CAE协同仿真设计关键技术的研究
Value Engineering 0引言虚拟样机是不同领域CAX/DFX 模型，仿真模型与VR/可视化模型的有效集成与协同仿真应用。
因此实现虚拟样机技术的核心是如何对这些模型进行一致和有效的描述、组织管理及协同运行。
传统的产品建模主要集中在单领域产品建模，对产品的信息描述完备性不够，产品定义的标准化和规范化程度不好，缺乏一种多领域的、集成化的、完整一致的，可以在系统层面上支持产品集成化，分布式开发的有效方法。
因此多领域的、并行化、集成化的建模方法是未来复杂产品建模的发展方向。
1主要CAD/CAE 软件主要分析的软件有三维设计软件Pro/Engineer ，仿真软件ADAMS 和限元分析软件ANSYS ，通过他们来进行协同仿真。
ADAMS 是集建模、求解、可视化技术于一体的机械系统动力学自动分析软件，它主要用于机构的刚体及柔性体动力学仿真，以及结构优化，但不适合进行有限元分析。
ANSYS 软件是融结构、热、流体、电磁、声学于一体的大型CAE 通用有限元分析软件，可以方便的进行各种结果的可视化输出，它具有强大的结构静力学和动力学分析功能，但不适合进行机构运动学和动力学仿真分析。
Pro/Engineer 是美国参数技术公司开发的三维CAD/CAM/CAE 系统软件，具有强大的参数化建模、三维实体建模及装配、特征驱动等功能，但它的刚体动力学仿真功能与有限元分析功能又不及上述两种软件。
现就3种软件对CAD/CAE 软件协同设计与仿真技术进行分析。
2CAD/CAE 软件协同仿真的关键技术2.1ADAMS 与PRO/E 的接口技术对复杂形体机械设计和虚拟样机几何建模，三维专业CAD 软件在几何建模的功能和速度方面明显优于ADAMS 软件。
较好的解决方案是运用三维CAD 软件完成机械系统的几何建模，然后输入ADAMS ，添加各种约束、作用力等物理条件，建立物理虚拟样机。
有两种图形交换方法，可以实现三维CAD 同ADAMS 的数据交换和协同建模：第一种方法是利用标准图形文件实现数据交换。
工程协同设计的机制与实现
工程协同设计的机制与实现工程协同设计是指为了完成一个复杂的工程项目，将涉及到的多个部门或多个合作伙伴之间相互协作，达成共识的设计和引用所使用的一种方法和流程。
工程协同设计旨在通过将所有参与方的专业知识和技能整合在一起，创造出各方都能理解和接受的“整体设计”。
通过这种方式，不仅能够大大节约时间和成本，还能提高项目的成功率。
为了实现工程协同设计，需要建立一套合理的协同机制。
这个机制应该包括多个方面：1. 统一平台实现工程协同设计的第一步是建立一个统一的平台。
这个平台需要支持多个不同领域的参与者，如建筑师、工程师、物流专家等。
该平台应该支持集成多种CAD工具和图形界面，以满足用户的不同需求。
同时，平台应该提供一个方便的协同机制，让不同领域的专家可以相互交流，并共享设计文件和数据。
2. 数据共享工程协同设计需要大量的数据共享。
这包括各种设计文件、工程参数、材料数据、供应商信息等。
因此，需要建立一套完整的数据管理系统，以确保不同领域的专家可以方便地访问和共享这些数据。
3. 共同目标实现工程协同设计的关键是共同目标。
为了实现这个目标，需要建立一个明确的工程目标，并且让所有参与方都能了解并支持这个目标。
同时，需要建立一个协调机制，让各方可以相互了解对方的工作进展和计划。
4. 工作流程从业务角度出发，需要建立一个明确的工作流程。
这个流程需要确保参与方能够按照各自的角色和职责来完成工作，而不会出现重复工作或矛盾冲突的情况。
因此，在建立工作流程的过程中，需要考虑各个参与方的期望和专业需求。
5. 技术支持技术支持是实现工程协同设计的另一个关键。
这需要一个专业团队，包括软件开发人员、工程师、技术支持人员等。
这个团队需要协调各个平台和系统之间的工作，确保系统稳定、安全和易用。
6. 管理和监督最后，为了确保工程协同设计的成功，需要建立一个完整的管理和监督机制。
这个机制需要确保所有参与方遵守约定的工作流程和规范，并能及时发现和解决各种问题。
HFSS_Designer协同设计方法
Ansoft 协同设计方法－复杂波导系统设计2008-06-12 ANSOFT CORPORATION目录前言 (2)一、 Ansoft复杂无源器件仿真解决方案 (2)二、波导滤波器的设计 (4)(一) Iris 波导滤波器设计 (4)1) 在HFSS中进行的基本单元建模和仿真 (4)2) 建立HFSS与Ansoft Designer间的动态链接 (10)3) 在Ansoft Designer中求解 (14)4) 在Ansoft Designer中完成滤波器的优化设计 (15)5) 将Ansoft Designer中优化后的IRIS滤波器export到HFSS进行验证 (17)(二) Combline滤波器设计 (19)1) 在HFSS中进行基本单元的建模仿真 (19)在求解设置部分可参考前述IRIS波导滤波器的设置，所不同的是求解频率为0.4GHz (34)2) 在HFSS中进行基本单元的参数化扫描 (41)3) 建立HFSS与Ansoft Designer间的动态链接 (42)4) 在Ansoft Designer中完成滤波器的优化设计 (46)5) Ansoft Designer 与 HFSS的仿真结果对比与讨论 (48)前言HFSS精确可靠的三维电磁场仿真彻底改变了传统设计流程， 调试硬件原型的传统设计手段被对三维电磁场仿真模型的设计和优化所取代，大大地缩短了设计周期。
尽管如此，Ansoft仍不懈地致力于优化使用者的仿真设计流程，提高优化效率，从而进一步缩短设计周期。
现今对于滤波器或其他复杂波导器件的理论研究和设计技术已经非常成熟，但设计工作依旧面临很多问题。
电路仿真具有很高的速度，可快速的仿真出滤波器各个部件的集总电参数，但是在电磁场求解工具中设计真实的3D微波元件却需要花费数周的时间。
本文主要阐述了电路仿真器如何与3D场仿真器协同完成设计工作，从而使设计周期从原先的数周缩短为数日。
这种解决方案的核心是“场路结合、协同仿真”，优点是有效的结合了三维电磁场仿真的精度和电路仿真的速度，使微波无源器件的设计流程进入了新的时代。
建筑设计中的协同设计应用研究
建筑设计中的协同设计应用研究摘要：通过计算机技术有效的将建筑设计向着合作协同设计的工作方向发展，是建筑设计的一大进步，并且随着网络技术的发展，协同设计真正在建筑设计中得到了充分的发挥，使得建筑设计更加创新、更加新颖，也为实现建筑产品建立快捷的通道。
关键词：建筑设计；协同设计；设计应用abstract: through the computer technology effective will architectural design to cooperation of collaborative design work direction development, is a major progress of architectural design, and along with the development of network technology, the collaborative design in architectural design in real got sufficient play, makes the architectural design more innovation, and more novel, also to achieve established fast channel construction products.keywords: architectural design; collaborative design; design application中图分类号：s611文献标识码：a 文章编号：前言建筑设计中的协同设计是通过计算机技术对设计过程进行管理，协同设计是通过对建筑施工中的设计图纸进行有序的命名，规范的管理，建立相互可以参考的关系，使得每一设计部分都可以紧密的联系，协同设计，保持一致。
协同设计模式可以将设计的最佳资源有效的结合从而提高建筑的设计品质，并且协同设计对建筑设计的过程进行了有效的监控和管理，如果出现设计问题可以及时的进行查找和修正，并对可以保护设计的知识产权，为设计者的设计思想提供保护，加快了建筑设计作品向建筑产品转化的进度。
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系统工程中的协同设计与仿真研究
一、引言
协同设计与仿真是系统工程发展的重要方向，其目的在于将多
个设计模块相互连接、相互协作，从而提高系统设计效率和设计
质量。
在工程实践中，协同设计与仿真可以有效地提升系统设计
和开发效率，并降低成本和风险。
本文将就协同设计与仿真在系
统工程中的应用研究进行探讨。
二、协同设计
协同设计是指将信息和资源整合在一个平台上，使得设计团队
内部和外部的成员能够相互协同工作，解决设计和开发中的问题。
在系统工程设计中，常用的协同设计软件如CATIA、SolidWorks
和NX等。
1、CATIA
CATIA是由法国达索公司开发的一款CAD/CAM/CAE软件。
CATIA的协同设计功能旨在提供一个统一的设计平台，囊括了从
概念设计到工艺设计的全过程。
CATIA的设计团队可以基于CATIA提供的协同设计环境进行团队交流、协作和控制。
2、SolidWorks
SolidWorks是一种面向工程设计领域的CAD软件。
SolidWorks 的协同设计功能集成在其产品数据管理（PDM）模块中。
PDM可
提供一种安全、便捷和可靠的数据存储系统，使得设计团队随时
随地都可以对设计数据进行访问和共享。
3、NX
NX是由西门子公司开发的一款强大的CAD/CAM软件。
NX
的协同设计功能支持多种多样的工作方式，如实时协同、缓冲区
协同等。
需要多个设计团队协作完成的项目，可以通过NX构建
一个同步的设计平台，实现团队之间的无缝协作。
三、协同仿真
协同仿真是指将仿真结果与实际设计进行无缝连接，从而能够
综合考虑不同设计因素，逐步提高系统设计和开发的效率和质量。
下面我们看几种常用的协同仿真软件。
1、Ansys
Ansys是一款基于有限元分析的仿真软件。
Ansys的协同仿真
功能允许设计师在设计和分析过程中进行多因素、多阶段的综合
仿真。
Ansys的仿真结果可作为设计的重要参考依据，以便设计师可以简化和改进设计。
2、Simulink
Simulink是一种基于MATLAB环境下的可视化仿真软件。
Simulink可以用于建立各种系统模型，进行动态仿真和控制分析。
Simulink的仿真结果可与其他设计工具进行无缝连接，帮助设计
师进行更加全面的设计和仿真。
3、COMSOL
COMSOL是一款基于有限元分析的多物理场仿真软件，可以用于建立各种系统的物理模型，并进行有限元分析。
COMSOL同时
支持CAD和MATLAB等各种格式的数据导入，可以与其他设计
软件进行无缝连接。
四、协同设计与仿真的案例分析
协同设计与仿真功能的使用及其在系统开发过程中的作用，可
以从下面的案例中得到体现。
1、汽车设计
汽车设计包括车身、底盘、电气电子等多个方面。
这些方面之
间有着千丝万缕的联系，需要仿真软件帮助协同设计。
比如模拟
零部件变形、车身的刚性等因素，优化汽车设计的耐久性、安全性。
2、飞机设计
飞机是复杂系统的典型代表。
在飞机设计过程中，需要协同设计和仿真软件，如协同设计可以帮助不同团队设计不同部分的飞机，仿真软件则可以模拟各种航空因素，包括飞行环境、气动环境等，以帮助设计师更好地预测飞机的性能。
3、机器人设计
机器人设计需要考虑多种因素，包括机械设计、电气设计等。
通过协同设计和仿真软件，可以使得不同领域的设计师和技术人员进行更好的合作，从而简化设计流程，提高设计效率。
五、结论
协同设计与仿真是系统工程中的重要环节，能够帮助设计师在设计和开发过程中实时监测设计结果，并进行多层面的仿真，从而提高设计效率和设计质量。
各种协同设计和仿真软件的出现，使得系统设计不再是各个模块独立开发，而是各个部分之间相互关联、相互协作，最终实现更优秀的系统设计。