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November 23, 2022
設計優化的具體步驟和方法
模擬很少是單獨的情景，一個工程師可能會對一輛新車設計的變速器支架進行壓力模擬，但這種模擬很可能是在更廣泛的背景下進行的；可能也會考慮到引擎支架的壓力、汽車框架的剛性等因素。不僅可以對設計的不同組件進行不同的模擬，且包含各組件的材料和設計決策，如果這些應力模擬的結果不符合可接受的規格，則可以進行調整。
有這麼多的模擬和變數，如何有效地達到最佳化的整體設計？
Ansys optiSLang能幫忙回答這個問題。
穩健設計優化的關鍵
Ansys optiSLang是一種流程集成和設計優化（PIDO）解決方案，提供了最先進的穩健設計優化（RDO）算法，且考慮到不確定性和公差變化，以自動且有效地識別出特定設計的最佳配置。optiSLang整合在Ansys Workbench和Ansys Electronics Desktop（AEDT）中，能夠協助使用者進行所有 RDO 相關的工作，包括設計探索、最佳化、穩健性和可靠度分析等，且不限於使用特定的 Ansys 模擬工具。組織可將 optiSLang 應用於自動化工作流程中，可結合幾乎任何 Ansys 或非 Ansys 產品進行模擬。這些工作流程能夠解析和傳遞數據，讓各個步驟之間無縫連接及持續運行，直到設計目標得到最佳實踐。
使用Ansys optiSLang，一家製造公司能在設計前期考量設計的穩健性，並實現其6 Sigma等級的可靠度目標。
許多組織都著手建立模擬上的工作流程，但在許多情況下，此類流程仍涉及大量手動操作。例如，擁有Ansys Mechanical專業知識的工程師，他們會進行模擬，然後手動將這些模擬的輸出提供給另一位專門使用Ansys Fluent進行模擬的工程師。如果下一位工程師在工作流程中使用自定義或第三方的模擬工具，則需要再將Fluent或Mechanical的關鍵數據擷取或轉換後，才能在下一個應用中使用。每個手動步驟都需要時間，並且都會增加出錯的機會。儘管組織在各步驟中使用模擬軟體可以實現明顯的效率提升，但整體工作流程仍被視為不連續且效率低。
Ansys optiSLang改變了這種情況。其易於使用的使用者界面（UI）簡化了創建工作流程的過程，可以自動化多物理模擬、數據擷取和轉換。它便於包含自定義代碼和第三方應用程序、前處理和後處理工具以及複雜的處理和分析迴圈。它方便管理跨高性能計算（HPC）環境的處理任務。它還與Ansys Minerva串聯，Ansys Minerva是一個知識管理應用程式，用於保護關鍵的模擬數據，並為跨域和職職能的模擬團隊提供模擬流程和決策支持。對於可能被組織中不同群體使用的工作流程，Minerva還可以使團隊建立和發布基於optiSLang的Web應用程式，這些應用程式可以輕鬆地被組織內其他人使用。
Ansys optiSLang有助於創建各種複雜的工作流程，串聯Ansys和第三方解決方案。
整理變數
能夠連結多種參數化模擬工具，提供了對於能夠影響複雜設計的變數的前所未有的洞察力。但是，這種洞察力也可能有點令人不知所措。如果從個別組件的材料組成到其尺寸、形狀和拉伸強度等皆能調整，那麼在追求指定設計目標時，哪些參數是最有用的調整項目呢？
參數識別是Ansys optiSLang獨樹一幟的領域之一。 Ansys optiSLang依賴於幾種設計實驗（DOE）算法，包括Meta-model of Optimal Prognosis（MOP）算法，能夠分析大量的參數並指引工程團隊在設計優化中專注於最有影響的參數。藉由DOE算法所提供的洞察，工程團隊能夠快速排除許多原本可能會考慮的模擬，因為這些參數的調整並不會對結果帶來太大的差異。相反，團隊可以專注於涉及較少參數的模擬，大幅加快設計最佳化的進程並降低設計成本。
使用 Ansys optiSlang 創建一個連續的工作流程，涉及多個模擬工具，一家公司減少了總模擬時間和總工程時間，使階段完成時間減少了56％，成本降低了84％。 84％的工程時間減少使工程部門在一年內能夠完成更多的工作。
透過 optiSLang，一家公司成功地減少了設計迭代次數，專注於那些optiSLang識別出對設計目標影響最大的參數。最佳化的設計帶來了增加的利潤和降低的製造成本。
對於真實世界的設計進行優化
就像 optiSLang 可以幫助工程團隊確定哪些參數可以最佳地調整以達到最佳設計一樣，它也可以幫助確定設計本身在所需的穩健性和可靠度方面是否是最佳的。最佳化設計以滿足一組特定的規格是一回事；規格本身是否最佳是另一個完全不同的問題。如果規格達到的強度或品質水平遠超過實際需求怎麼辦？
在任何工程場景中，所需的公差、負載、材料等方面可能存在不確定性。特定設備的操作條件或結構存在的環境條件可能存在著很大的變化。 Ansys optiSLang 包括一系列穩健性和可靠度分析工具，考慮到所有這些變化，幫助團隊確定最佳的公差、負載、材料等。
如果指定的品質水平只能通過使用特別昂貴的材料來達到，但是透過使用成本較低的材料可能可以達到不同但更適合的品質水平，那麼組織可能能夠在節省成本的同時滿足關鍵的穩健性和可靠度目標。相反，如果變化分析表明原始設計規格的穩健性不足，optiSLang 可以幫助團隊確定在哪裡進行改進，以實現更有可能滿足整體效能和可靠度目標的設計。
的確，這樣的設計調整可能涉及各種參數，如尺寸、重量、材料等，其結果是組織可以以最有效率的方式創造出滿足客戶、法規或其他要求的產品。
實現機會最佳化
對使用Workbench或AEDT的團隊，optiSLang已經被嵌入其中。其他人可以下載optiSLang的免費試用版，該版本可使用30天（並得到Ansys工程師的完整支援）。請在這裡申請免費試用。