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SLM航空航天解决方案


DS SIMULIA SLM 仿真生命周期管理 航空航天解决方案

SLM 航空航天解决方案





1.

SIMULIA SLM 模块介绍 .................................................................

....................................................... 1 1.1. 1.2. 1.3. SLM 模块 .......................................................................................................................................... 1 仿真数据管理模块 SIMULATION SCDNARIO DEFINITION (SCD) ...................................................... 1 仿真流程管理模块 SIMULATION EXECUTION ENGINE (SEE) ............................................................ 2

2.

航空航天仿真数据及流程管理 SLM 方案 ............................................................................................. 3 2.1. 2.2. 航空航天解决方案工作包 WP ......................................................................................................... 3 WP1:基础架构准备(必备) ........................................................................................................ 5 WP1.1 企业架构和产品部署 ................................................................................................... 5 WP 1.2:软件安装(必须) ...................................................................................................... 5 WP 1.3:软件培训(必备) ...................................................................................................... 6 WP 1.4

2.2.1. 2.2.2. 2.2.3. 2.2.4. 2.3. 2.3.1. 2.3.2. 2.3.3. 2.3.4. 2.3.5. 2.4. 2.4.1. 2.4.2. 2.4.3. 2.5. 2.6.

通用需求.................................................................................................................... 6

WP2:试验生命周期管理(TLM) ............................................................................................. 10 WP 2.1: 试验数据内容管理 .................................................................................................. 12 WP2.2:试验数据项目管理................................................................................................... 15 WP2.3:试验数据整理流程管理 ............................................................................................. 17 WP2.4: 试验/仿真数据集成................................................................................................ 19 WP 2.5:集成 LMS Test.Lab ..................................................................................................... 20 WP3.1 仿真数据内容管理..................................................................................................... 22 WP3.2:仿真数据项目管理................................................................................................... 25 WP3.3: 仿真数据整理流程自动化 ....................................................................................... 26

WP 3:仿真生命周期管理 ............................................................................................................. 22

WP 4: 利用 SLM 进行飞机载荷及可追溯性管理 ........................................................................ 28 WP 5: 发展飞机设计多学科平台 ................................................................................................... 33 WP 5.1: 飞机概念设计快速开发平台 .................................................................................. 34 WP 5.2 :飞机多学科设计平台 ............................................................................................... 37

2.6.1. 2.6.2. 2.7. 3.

WP 6: 建立试验与仿真的关联性................................................................................................ 38

SLM 应用案例 ........................................................................................................................................ 39 3.1. 3.2. 韩国航空宇宙产业公司(KAI)飞机概念设计阶段多学科设计平台 ............................................ 39 BELL 直升机仿真数据管理平台 .................................................................................................... 43

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1. SIMULIA SLM 模块介绍
1.1. SLM 模块
达索SLM(仿真生命周期管理)方案: SCD(人员角色定义,项目管理,仿真数据管理,PDM/TDM集成) SEE(仿真执行引擎,企业级分布并行计算管理,仿真流程管理) Isight (软件集成,仿真流程固化/自动化,多学科优化) 上述模块和架构在航空航天的信息化平台中的组成架构如下:

图 航空航天信息化平台架构

1.2. 仿真数据管理模块 Simulation SCDnario Definition (SCD)
仿真生命周期管理SLM通过SCDnario Definition (SCD)实现对企业仿真知识库的管 理; SCD主要模块包括: ? ? ? ? Simulation Process仿真流程管理 Simulation Template仿真模板管理 Simulation Category 仿真类别管理 Simulation Activity 仿真行为管理
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? ? ?

Connector 仿真连接器 仿真生命周期管理操作管理 任务执行框架

1.3. 仿真流程管理模块 Simulation Execution Engine (SEE)
仿真执行引擎(SEE)管理仿真任务,仿真流程的搭建和执行,主要包括以下功能模 块: Isight:流程设计门户用于集成设计、分析应用,以及工具软件,搭建 仿真流程,指定优化策略等; Execution Engine Application Server: 执行引擎应用服务器管理系统内 的仿真流程数据库,知识组件数据库,以及企业内的计算资源; Stations:Stations是注册到Execution Engine Application Server上的计算 资源,可以分布到企业各处;

图 SLM提供的成熟组件接口

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图 SLM 以拖拉的方式构建仿真流程

2. 航空航天仿真数据及流程管理 SLM 方案
2.1. 航空航天解决方案工作包 WP
航空航天解决方案通过工作包(WP)的形式组织,该方式常出现在很多大型的项目 中。一般来说,每个工作包都有一个中心主题及解决这个中心主题的多个子工作包。通 常,工作包和子工作包既可以独立执行也可以并行执行。工作包的结构是可扩展的,以 适应解决方案在广度和深度的扩展。 在目前阶段,我们提出如下工作包:
WP#1 – SLM 基础架构的实施 WP#2 – 试验生命周期管理 WP#3 – 仿真生命周期管理 WK#4 – SLM飞机载荷管理及其可追溯性 WP#5 – 多学科设计研发平台 WP#6 – 试验仿真的相关性

这些工作包及其相关子工作包按执行顺序如下:

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为保证WP可以顺利完成,我们假设如下条件: 1. 详细的规范或工作说明书(SOW)需现场评估后形成。 2. 将建立相应的管理模式,以确保每个工作包按计划进行/或同意更改。 3. 尽量符合定制开发最小化的原则 4. 数据清理/下载活动全部由航空航天项目成员执行 5. 当前实施将基于SLM R2012, Isight5.5 , SEE 5.5

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2.2. WP1:基础架构准备(必备) 2.2.1. WP1.1 企业架构和产品部署
目标: 该工作包的目的是为最终部署在航空航天的系统提供必要的准备。 在这个阶段, 达 索相应专家将与航空航天的人员进行交流,定义企业应用的场景,项目的目标以及预期 实现的功能等. 将要涵盖的内容包括: 1. IT 架构 2.P&O概念 3.数据组织方式 4.通用方法 5.项目组织与协调,例如,整个项目中人员如何一起工作。 6.通用应用程序接口 7.客户化定制需求 该工作包将形成航空航天系统所有常用组件的详细实施蓝图。

2.2.2. WP 1.2:软件安装(必须)
目标: 安装SCD,SLM基础,Isight和SEE软件组件。 假设: 客户具有必要的硬件和软件基础架构 并允许部署解决方案。对于硬件的建议将作 为本工作包初始硬件规划评估的一部分。 范围: 对测试系统的初步范围和规模进行界定,该系统的定义在WP1.3中完成. 系统IT架构部分 该解决方案将被部署在航空航天的开箱即用的环境中
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该解决方案将同IT架构所描述的所有组件一起启动和运行。

2.2.3. WP 1.3:软件培训(必备)
目标: 给航空航天的核心团队提供SLM, Isight, SEE的基础培训 假设: 航空航天将组成一个项目相关的内部核心团队。 达索将对该核心团队进行初步的培 训。针对航空航天更广泛的人员培训后面将进行讨论。 范围: 下列系统模块的入门培训: 1. SCD 场景编辑器(2天) 2.SCD 方法开发和定制(3天) 3.SCD系统数据管理(2天) 4.Isight快速流程集成与自动化(2天) 5.SEE(3天) 每堂培训课程都在客户现场执行,最多8人参加。这些培训将使航空航天的专家能够 参与到项目规范定制中。这种培训是很重要的,在航空航天专家指定某种类型的配置/ 定制解决方案前,可以确保航空航天的用户能够对其可行性有相应的了解。

2.2.4. WP 1.4

通用需求

WP 1.4.1: 人员与实施组织
目标: P&O定义由航空航天项目核心团队提供。 假设: P&O定义的输入由航空航天项目核心团队提供。 范围:

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一个用户需要被分配相应角色和组织 , 并根据他参与的项目来定义他的访问权限 权限和数据访问控制。 维护数据安全和协同的策略将在本工作包的wp1.3节中定义,P&O 也将在此工作包中被指定。 角色定义 如果需要的话,附加角色可以被添加到SLM系统中。SCD标准安装提供以下角色: -> Exchange User Exchange User是一个团队角色,它允许用户创建工作空间 ? 测试/分析工程师 该角色可以利用预先定义的对象,如,测试模板,数据属性和集成工具来建立和执 行测试/仿真流程与活动。主要内容包含以下几点: ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 修改工具集成选项 创建导入,导出,删除规则 添加属性组到仿真/试验流程和活动中 定义仿真/试验流程参数 复制引用文档或原文档内容 创建文档或链接文档 放入常用内容到文档 为文档指定导入 、导出、删除规则 执行仿真/ 试验流程和活动 分配主机 创建修订版本 PLM协同任务执行,例如启动一个审查。

? 流程开发人员 该角色主要是创建和配置仿真/试验流程和活动所用的模板。同时,他们也可从事 与测试/仿真分析工程师相同的任务工作。其工作内容主要包含以下几点: ? 创建属性组
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? ? ?

创建和分配属性到一个属性组 创建仿真/试验活动执行应用程序的连接器,并定义其可用的参数和选项 创建新的模板

? 系统管理人员 在安装SCD时,该角色作为主机管理员执行大多数任务。主要包含以下内容: ? ? ? 创建主机执行仿真/试验应用程序,例如内部的数据流程应用程序。 给每个主机分配应用程序 注册主机

? 项目评审人员 该角色评审仿真/试验对象的生命周期状态,决定流程是否可以进入下一个生命周期 状态。 ? 权限管理人员 该角色管理不同用户对仿真/试验对象的访问权限。

WP 1.4.2: 项目和数据组织结构
目标: 该工作包的目的是形成相应的规范来实施解决方案中的数据和项目组织结构. 数据结构通常通过工作空间和文件夹来组织。 项目结构通过项目和数据文件夹, 或 者流程与数据文件夹的结合来组织。

WP 1.4.3 应用连接器(可选)
目标: 该工作包提供集成试验数据管理应用程序和仿真数据管理相关工具 (前后处理工具, 求解器,脚本等)的规范。 假设: 部署范围包括连接器定义的标准化和部署策略。

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范围: 将在WP1.1里面讨论范围。所涉及的连接器包括: ? ? ? ? ? ? ? ? Hyperworks MSC系列产品(Nastran, Patran, Adams, …) Abaqus ANSYS Star CCM+ LS DYNA LMS Test.Lab Fluent

每个连接器将需要被指定相关的: ? ? 执行选项 相关脚本来启动和驱动应用程序

超出范围: 达索将定义标准程序用于上面所说工具的定义和配置。 航空航天能够自己开发连接 器。然而,在后面的实施阶段,任何偏离该配置管理和策略的行为均由航空航天负责。

WP 1.4.4: 客户化定制
目标: 该工作包的目的是对项目中涉及的定制开发进行规范。 目标是尽量减少定制, 但是 这样一个解决方案常常需要一些专门的网页来引导最终用户。 当前客户化将限于创建用于试验和仿真工程师作业归总的视图。 所有其它相关的自 动化定制作业请求将根据WP1.1的评估决定。

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2.3. WP2:试验生命周期管理(TLM)
关键信息: 传统上,产品试验的投资集中在数据的收集,然而,试验数据的分析和建立方便的 知识资产的获取机制将带来最大的投资回报。 获得这项投资的最佳回报的关键是建立企业的最佳实践和确保信息以最大可能的 效率进行管理。 产品验证管理解决方案的目标是,创建和管理工程智能的技术和工具并将其应用于 数据分析为导向的设计中. 如下所示,TLM工作包涵盖从试验规划到数据处理的整个内容,试验执行和相关数 据获取由航空航天及其设备供应商或合作伙伴来完成。

在实验规划方面,SLM提供一个简化的用户界面,专用于满足测试工程师的需求。 该用户界面允许快速访问SLM所有功能而不需要另外学习其他功能。 所有通过该界面录入的数据将被完全应用于整个系统中, 因此一些系统的附加功能 也可被应用于数据管理,以获得更好的可用性和灵活性。

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User selects Test Template required.

The user then populates the Test Template with Test data and Metadata required.

System automatically loads and processes the data, extracting key attribute data as required. For searches and reporting.

简化的试验管理图形用户界面

模板举例

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在数据处理方面, SLM丰富的流程获取, 集成和自动化功能将用于支持固化和标准 化航空航天需求。这将会在WP2.3中解决。 我们希望TLM实现以下功能: 1.管理大规模的数据属性集 2.自动生成试验报告(Word格式) 3.自动化运行所有重复的工作 如: 拷贝信息,格式统一等。 4.创建一组覆盖航空航天主要应用功能的试验模板。 5.在同一系统创建一个简洁,灵活,通用的环境来管理所有数据,包括仿真数 据。 下面这些工作通常包含在PLM实施范围内。然而,SLM开箱即用的功能就有能力 解决以下这些重要的需求: 1. 任务请求流程自动化 2. 2.项目管理流程自动化和仪表板状态生成 项目管理数据驱动PLM系统作业状态以外的数据追踪。 我们可先了解是否航空航天 已有的PLM环境提供了试验和仿真交互的功能。然而,我们确信在 SLM基础框架下, 实现试验和仿真的项目管理和项目状态统计将更加有效,。成本更低. 使用SLM实现实验数据管理的好处: 1. 企业级PDM管理试验数据(经过二次处理的数据) 2. 以BOM表的形式对数据及性能属性进行跟踪 3. 提供的基础架构支持在仿真和试验之间建立相关性 4. 一流的流程自动化 5. 简化最终用户日常执行和操作试验和仿真数据的技术难度 6. 更好的与设计周期整合: 在飞机开发生命周期的关键节点, 通过项目管理能 够提供相应的实验测试报告。 7. 仿真及实验解决方案拥有相似的概念、界面等,降低了维护成本。

2.3.1. WP 2.1: 试验数据内容管理
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范围: 该工作包的目的是管理试验数据。 让所有内容都可搜索, 可追溯以及实现与企业业 务数据和经验的关联。管理内容涉及试验的程序文档,输入/输出参数,试验条件和选 项,实验工具,以及试验结果。为了实现试验数据管理的真正价值,需要解决数据管理 几方面的问题。 在本工作包中, 达索将提供最好的专家与最优的经验帮助航空航天组织 实验数据.具体流程包括以下步骤: 1) 建立数据层次结构 在不同的企业领域之间推荐建立数据层次结构: ? ? ? ? 企业 业务分类,子公司,市场定位 项目,部门,学科 角色,组,工具

2) 数据组织 ? ? ? 建立数据存储/组织架构 工作空间命名(基于项目)和工作空间模板 开发共同的数据协作工作空间/文件夹结构作为公司内部的共享内容.(不同 的组/用户) 3) 数据迁移 ? 一旦系统建立起来,迁移已有数据将非常有用。有几种方法可以采取,其中 包括: o 建立模板从用户工作目录来读取数据。 该模板将要求用户读入数据时, 输入相应的关键属性。用户还需要手动关联一些关键输入(如CAD文 件)与测试流程对象之间的关系. o 建立MQL脚本从共享目录批量加载数据。这种方法将读取目录结构 和/或定义了关键属性的XML文件。这个过程将建立工作空间和文件 夹以帮助组织数据进入到可用的库中。 这种方法的数据关联能力有限。

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o 最后一种方式是,迁移已有数据库到SLM。这可能是一个飞机重量数 据库或者疲劳数据库。 这个过程将需要建立定制工具来读取关键数据 到SLM并创建SLM中所需的数据对象。 4) 辅助功能和授权 ? ? 通过授权用户/角色/组来访问测试内容以保护智力资产 通过对象的生命周期改变控制数据的发布与否

5) 数据属性 ? ? 首要任务是为不同的测试类型建立属性,并可以根据不同的属性进行搜索。 此任务的首要重点是基于客户标准的产品数据结构和工程应用的一般属性 的建立。 ? 第二重要的任务应放在具体的“关键“数据,便于测试数据的重用和更好的 评估设计空间探索。关键是保持少量数量属性和只建立高价值项的属性。 ? 支持利用Exalead的搜索功能进行自由格式的搜索。

6)数据查询 ? 一旦定义了属性并建立起数据组织。有必要提供捕捉新数据到系统的能力。 捕获和导入数据到SLM的方法必须被建立。可能这还包括检入/检出模板 ? 这些任务可能包括数据采集的自动化, 方便的数据自动填充。 它们可能还包 括SimActUI前端提供可靠的属性定义。 6) 数据查询 ? 测试数据管理功能同产品数据管理相似, 但是专门为S&A需要而设计的。 它 使用户能够更容易和快速地找到他们所需的测试信息。 他们可查询测试输入 和输出结果以及测试流程的状态。 公司和用户能够关联测试相关属性。 例如, 一个特定参数的输入, 后来搜索与之相关的试验。 SLM系统支持动态分配属 性的能力,只要有预定义的属性存在。因为SLM是仿真/试验企业骨干的一 部分,无论是在工作中或遗留知识中,在单一的架构中发现 工程知识,并 可访问和可搜索。

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2.3.2. WP2.2:试验数据项目管理
这项工作包的目的是提供规范, 实施规划和试验数据业务流程管理。 试验流程的项 目结构将通过Program Central 和数据文件夹来管理。支持使用路线和任务分发。此工

作包计划为每个组的项目管理建立和设计标准。这将包括以下部分: 1) 建立一个支持归档和工作任务分解(WBS)的试验数据作业请求系统 ? 试验请求将被处理和集成到主要的调度系统。

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2) 连接验证标准与试验要求 ? 根据实验的复杂性,每一个试验可以与一个或多个试验标准相关联。

3) 为试验资产(包括人员和设备)建立一个主要的资源调度系统。该系统允许 合理分配资源以实现在规定时间内获得所需的试验数据。 4) 建立主要的项目计划,覆盖整个试验项目的关键节点和审签。

5) 建立状态仪表盘,以支持试验进行情况和试验资源使用情况的审查。 (包括 人员和设备)
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2.3.3. WP2.3:试验数据整理流程管理
这部分内容的目标是在允许的范围内容实现试验数据整理和清理的自动化。 试验数 据流程涉及原始试验数据整理成其它部门能够使用的格式。 很多时候这个过程涉及到采 用企业内部的程序脚本的运行或者将数据转化成不同格式的方法。 这个过程可以被记录 并生成可重用的模板, 这个模板可以自动化生成最后试验结果, 这样可以减少形成最终 实验数据的时间和成本。此工作包为每个实验数据整理流程建立标准模板,主要包含以 下操作: ? 数据整理流程集成:通过配置标准OOTB SLM连接器,集成工具,或者紧密 集成的Isight/SEE组件来集成数据整理应用程序。集成方法如下: o 所有商业和内部自编程序 o 所有级别程序:系统、子系统和组件级别的测试 o 企业级流程的生命周期

?

数据整理输入输出:管理数据整理应用程序的输入和输出(文件和参数) o 配置SLM导入/导出规则 o 大文件管理 o 参数化数据交换 ? ? ? 可视化文件解析 基于SEE的API组件 原生的仿真应用程序脚本

?

数据整理执行:配置试验应用程序的执行行为
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o 终端用户界面,批处理,SSH,SEE或者HPC排队 o 集成HPC o 本地化或者分布式运行 o 运行时目录管理 o 提交作业的监测和错误处理 ? 试验数据流程获取: 在SLM中实现试验流程; 利用先前集成好的活动来执行 工作包。这包括如下: o SLM定义抽象的流程活动及相关的集成应用程序 o 在SLM中定义活动执行顺序 o 角色,用户或组来使用活动 o 本地执行 o 中间过程决策和条件路径 ? 客户化集成界面: OOTB技术是SLM集成的方法论。它专注于配置而不是 定制。然而,如果客户需要,达索能够提供客户化的仿真界面。

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2.3.4. WP2.4: 试验/仿真数据集成
试验和仿真数据被整合在基于通用数据模型的同一解决方案中。 仿真可以方便的对 比/参考相关/验证测试。
这个工作包希望仿真和试验团队之间建立最佳的合作方式以实现 “在正确的时间取 得正确的数据”。

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2.3.5. WP 2.5:集成 LMS Test.Lab
目标: 提供一种机制。在SLM 中某个地方,Test.Lab的测试数据能被访问,处理和存储。 试验和仿真社区有单一的数据来源。 解决方案: 这种集成需要解决以下两个问题: ? ? A 需要一个机制来从Test.Lab的项目中检索信息。目前,它就像一个黑盒。 B Test.Lab中的数据被打包成一个.lms文件,故其所有的属性,图表都看不 见或者用Test.Lab API 来检索。 方法 A: ? ? ? SCE活动参考“Benchmark db“ xls 文件与相应的属性来自动完成测试 在导出阶段:参考的“Benchmark db“ xls要被导出 在导入阶段: o 专门的连接器将从Test.Lab自动导出性能属性到“Benchmark db‖ .xls 文件的” 性能属性 “标签, 然后运行宏命令生成标准的benchmarks db. o ―Benchmark db‖ .xls 文件被再次导入到参考 ―Benchmark db‖中

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方法

B

SCE活动自动从Test.Lab导出性能属性,然后再把它们作为属性导入 SCE。这需要 使用LMS Test.Lab API 来实现

结合方法A和方法B可以实现更大的灵活性。

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2.4. WP 3:仿真生命周期管理 2.4.1. WP3.1 仿真数据内容管理
范围: 这项工作包的目的是管理仿真数据; 所有内容可查找, 可追溯并与企业业务数据和 实践相关联。管理的仿真数据包括程序文档,输入 /输出参数,仿真条件和选项,引用 的文件和工具, 仿真结果。 为了实现仿真内容管理的真正价值需要解决数据管理中数个 方面的问题。 在这个工作包里面, 达索公司将为仿真数据的组织管理提供最佳实践和专 家支持。包括如下步骤: 1) 建立数据层次结构 ? 在不同的企业领域之间推荐建立数据层次结构: o 企业 o 业务分类,子公司,市场定位 o 项目,部门,学科 o 角色,组,工具 2) 数据组织 ? ? ? 建立数据存储/组织架构 工作空间命名(基于项目)和工作空间模板 开发共同的数据协作工作空间/文件夹结构作为公司内部的共享内容.(不同 的组/用户) 3) 数据迁移 ? 一旦系统建立起来,迁移已有数据将非常有用。有几种方法可以采取,其中 包括: o 建立模板从用户工作目录来读取数据。 该模板将要求用户读入数据时, 输入相应的关键属性。用户还需要手动关联一些关键输入(如CAD文 件)与测试流程对象之间的关系.

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o 建立MQL脚本从共享目录批量加载数据。这种方法将读取目录结构 和/或定义了关键属性的XML文件。这个过程将建立工作空间和文件 夹以帮助组织数据进入到可用的库中。 这种方法的数据关联能力有限。 o 最后一种方式是,迁移已有数据库到SLM。这可能是一个飞机重量数 据库或者疲劳数据库。 这个过程将需要建立定制工具来读取关键数据 到SLM并创建SLM中所需的数据对象。 4) 辅助功能和授权 ? ? 通过授权用户/角色/组来访问测试内容以保护智力资产 通过对象的生命周期改变控制数据的发布与否

5) 数据归属 ? ? 首要任务是为不同的仿真类型建立属性。这些数据需要提供可搜索功能。 这个任务应该把重点放在基于客户标准的产品数据结构和工程结构的一般 属性的建立。 ? 第二重要的任务应放在具体的“关键“数据,便于仿真数据的重用和更好的 评估设计空间探索。关键是保持少量数量属性和只建立高价值项的属性。 ? Exalead的搜索能力应该被用于支持搜索频率不高和自由格式的搜索。

6) 数据采集模板 ? 一旦定义了属性和数据组织被建立。有必要提供捕捉新数据到系统的能力。 捕获和导入数据到SLM的方法必须被建立。可能这还包括检入/检出模板 ? 这些任务可能包括数据采集的自动化, 方便的数据自动填充。 它们可能还包 括SimActUI前端提供可靠的属性定义。 7) 数据查询 ? 仿真数据管理功能同产品数据管理相似, 但是专门为S&A需要而设计的。 它 使用户能够更容易和快速地找到他们所需的仿真信息。 他们可查询仿真输入 和输出结果以及仿真流程的状态。 公司和用户能够关联仿真相关属性。 例如, 一个特定参数的输入, 后来搜索与之相关的仿真。 SLM系统支持动态分配属 性的能力,只要有预定义的属性存在。因为SLM是仿真/仿真企业骨干的一
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部分,无论是在工作中或遗留知识中,在单一的架构中发现 工程知识,并 可访问和可搜索。

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2.4.2. WP3.2:仿真数据项目管理
这项工作包的目的是提供规范, 实施规划和仿真数据业务流程管理。 仿真流程的项 目结构将通过Program Central 和数据文件夹来管理。支持使用路线和任务分发。此工

作包计划为每个组的项目管理建立和设计标准。这将包括以下部分: 1) 建立一个支持归档和工作结构分解的仿真数据作业请求系统 ? 仿真请求将被处理和集成到主要的调度系统。

2) 建立一个主要的仿真资源调度系统(包括人员和设备) ? 该系统允许合适的资源分配以实现仿真所需的交付时间

3) 建立主要的项目计划,覆盖整个仿真项目的关键节点和审签。 4) 建立状态仪表盘,以支持仿真进行情况和资源使用情况的审查。 (包括人员 和设备)

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2.4.3. WP3.3: 仿真数据整理流程自动化
这部分内容的目的是把仿真数据整理和清理的能够实现自动化的部分自动化。 仿真 数据流程涉及原始试验数据整理成其它部门能够使用的格式。 很多时候这个过程涉及到 企业内部的程序脚本的运行或者数据转化成不同格式的方法。 这个过程可以被获取并生 成可重用的模板,这个模板可以自动化生成最后试验结果,减少时间和成本。这项工作 包包括为每一个仿真数据整理流程建立标准模板。包括以下活动: ? 数据整理流程集成:通过配置标准OOTB SLM连接器,集成工具,或者紧密 集成的Isight/SEE组件来集成数据整理应用程序。集成方法如下: o 所有供应商和内部程序 o 所有级别:系统、子系统和仿真组件 o 所有学科:结构,流体,热,动力学,电学,成本,性能,数学等 o 企业管理仿真集成生命周期 ? 数据输入输出:管理数据整理应用程序的输入和输出(文件和参数) o 配置SLM导入/导出规则 o 大文件管理 o 参数化数据交换 ? ? ? ? 可视化文件解析 基于SEE的API组件 本地仿真应用程序脚本

数据整理执行:配置试验应用程序的执行行为 o 终端用户界面,批处理,SSH,SEE或者HPC排队 o 集成HPC o 本地化或者分布式运行 o 运行时目录管理 o 提交作业的监测和错误处理

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?

仿真数据流程获取: 在SLM中实现仿真流程; 利用先前集成好的活动来执行 工作包。这包括如下: o SLM定义抽象的流程活动及相关的集成应用程序 o 在SLM中定义活动执行顺序 o 角色,用户或组来使用活动 o 本地执行 o 管理内容 o 中间过程决策和条件路径

?

仿真流程数据管理:实现流程和流程活动怎样来管理流程当中的数据 o 仿真流程活动之间的数据流图 ? ? 一直管理的数据 在进程中管理的数据

o 输入文件检索(从哪里?) ? ? 企业数据管理系统 本地文件系统(临时的WIP数据)

o 输出文件提交 (到哪里?) ? ? 企业数据管理系统 本地文件系统(临时的WIP数据)

?

客户化集成界面: OOTB技术是SLM集成的方法论。它专注于配置而不是 定制。然而,如果客户需要,达索能够提供客户化的仿真界面。

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2.5. WP 4: 利用 SLM 进行飞机载荷及可追溯性管理
飞机载荷管理是飞机认证过程中的关键环节。 随着认证流程中越来越多的使用仿真 分析模型, 如何创建这些模型, 如何关联这些模型与最终分析结果成为认证过程中主要 关心的问题。 在典型的西方飞机制造商中, 我们观察到以下几点: 大量外载荷是基于空气动力学 边界条件产生的。 这些外载荷又在飞机结构上产生成千上万的内部载荷。 数以百计的子 系统需要进行分析以确定应力的分布 , 同时,要进行数以千次的分析计算以估计关键受 力部件的应用应变或疲劳寿命状态.

每当飞机构型, 几何形状或材料有改动, 很多计算都需要重新进行以确定更改的影 响并给出反馈。这些迭代流程往往涉及到不同部门和地点成百上千的工程师,因此很难 追踪每个部件从外载到内载的传力路径上到底“什么发生了变化“,”哪个计算不是最 新的计算“。 目标 这项工作包的目标是利用SLM把载荷管理纳入基于WP2.1-2.4 和 3.1-3.3方案中, 从而提供一个可行的办法来克服以后的认证挑战。

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初步计划 此工作包首先将同涉及载荷计算的不同部门一道开始一系列的评估工作。 然后我们 打算在这些部门中广泛部署SLM以首先将数据和工作流程进行有效管理。 下面是一个贝 尔直升机用于组织数据与流程的通用模式。

输入: ? 分析请求 ? 设计/开发产品请求 ? 测试分析请求 进行系统集成评估 生成分析交付物

输出: 设置分析范围 进行功能影响评估 ? 分析结果/报告 ? 相关数据 ? 设计指导 ? 需求满意度

准备分析策略

进行分析和验证结果

可追溯性举例: 下面场景演示了我们如何用SLM需求管理和仿真管理模块进行流程的验证与确认. 1) 首先使用SLM需求模块建立需求管理

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2) 不满足需求的选项将触发仿真管理中的影响图改变(变为红色),这表明需 要对新设计/分析进行评估。

3) 执行进行新的分析

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4) 将分析结果与需求进行比较,并在状态图中显示验证结果.

利用上述解决方案, 我们可以与商飞仔细讨论如何利用SLM中的不同功能最大程度 上去支持验证与确认流程. 进一步, SLM可以在许多部门形成如下的类似应用.

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Strength Analysis

Thermo-mechanic Analysis

External Aero

Statistical Energy Analysis

Buckling Analysis

Advanced Composite Analysis

Mechatronic & CS Simulation

Multi-Body Analysis

Sustaining MRB

Manufacturing Simulation

Aeroacoustic and Noise and Vibration Analysis

Impact & Contact Simulation

Fatigue & DT

Ground Loads Evaluation

Manouver Loads Evaluation

Material Simulation

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2.6. Wp 5: 发展飞机设计多学科平台
SLM解决方案提供了两个关键功能, 以解决多学科设计的需要—一个强大的集成平 台和强大的数据和项目(P&O)的管理能力。 这项工作包中,我们吸取了其它飞行器和飞机引擎制造商发展多学科平台的经验。 以庞巴迪应用为例:

Isight/SEE 流程集成技术被部署为横跨各部门的共同集成框架。 这使得建立系统的 工作流中允许像搭积木一样的建立多学科分析。 数据,计算,以及P&O管理可以通过SLM基础来提供。这是成功建立一个可重复 使用的多学科优化运行环境的关键因素。

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SLM 航空航天解决方案

2.6.1. WP 5.1: 飞机概念设计快速开发平台
一个新飞机开发的第一步是初步设计阶段。 这一阶段决定有关飞机配置的关键参数 如机身,机翼尺寸和发动机参数。而设计必须符合一定设计需求,因此需要进行优化分 析,以同时满足功能和成本目标。初步设计是一个多学科耦合分析的任务,这意味着该 任务必须把数据和工具纳入一个综合的集成环境来分析。 我们通过与波音合作开发CAVSim(飞机概念设计快速开发平台),成功形成了一 个飞机概念设计阶段的开放的开发平台,下面是几个CAVSim的图形用户界面: 1) 飞机构型模板选择

2) 任务定义界面

3) 设计参数定义界面
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4) 被隐藏在后台的多学科工作流程

5) 结果

-输出CATIA V5格式和列表数据.

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6) 多次运行结果预览

在工作包中我们建议开发类似的功能, 提供给AVIC 航空航天一个最先进的快速飞 机初步设计系统。

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2.6.2. WP 5.2 :飞机多学科设计平台
目标 此工作包的目的是利用Isight /SEE技术来获取主要仿真部门的多学科流程以实现: 1) 常规仿真任务自动化 2) 单个和/或者多学科的权衡优化 所涉及内容同庞巴迪的应用实例类似。 范围之外 航空航天负责所有模型的建立和模型有效性验证。

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2.7. WP 6: 建立试验与仿真的关联性
目标: 提供一个环境来捕获和记录企业试验仿真相关的最佳经验 通常情况下, 工程师们需要调整设计参数或边界条件将仿真和测试结果相关联。 此 工作包利用仿真和试验统一存储的便利性和Isight Data Matching自动化功能,以提供自 动化的试验仿真相互关联的环境。 此工作包将会利用Isight Data Matching的功能.

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3. SLM 应用案例
3.1. 韩国航空宇宙产业公司(KAI)飞机概念设计阶段多学科设计平台
? KAI 选用 SEE(Fiper),SLM 构建飞机多学科设计平台

SEE(Fiper):仿真流程定义,CAD/CAE工具集成; SlM:数据管理与仿真流程管理;

图 KAI 飞机多学科优化平台架构

KAI平台基于SLM(SEE/SCD)定制开发, SEE(Fiper)实现飞机的多学科仿真流程流程 固化,SCD实现多学科仿真数据管理,平台从TeamCenter中获取几何模型,使用SEE的 Stations与ACS模块实现对HPC计算资源的管理; 通过SLM平台,KAI实现: ? ? ? ? ? ? 仿真数据的可追溯性 避免仿真数据的不必要重复存储 监控仿真状态以及仿真结果的审批状态 仿真数据的权限管理 实现仿真数据与设计数据的挂接 多学科仿真流程固化
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SLM 航空航天解决方案

? ?

多学科设计协同 飞机概念设计阶段多学科优化

图 KAI 飞机概念设计多学科平台架构

涉及到8个学科,使用SEE(Fiper)进行仿真流程的固化。SEE提供了大量无缝接 口可以快速的帮助KAI完成这部分工作。

图 KAI 多学科仿真流程定义

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机翼多学科多目标优化流程构建 KAI利用此平台完成了多个验证性项目,机翼的多学科设计优化是其中之一,包括 气动,性能,成本三个学科的飞机概念设计模型。

图 机翼多学科多目标分析流程构建

图 CATIA V5 接口组件获取机翼参数

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图 SEE(Fiper) 集成 MATLAB 进行机翼气动性能分析

图 SEE(Fiper)集成 SEER-H 进行机翼成本分析

图不同的设计参数可以直接修改机翼结构外形 ? 多目标优化策略 在 Fiper 设计门户中定义多目标遗传算法,执行多目标优化;
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图 执行多目标优化及流程监控

多目标优化结果如下图:实现了机翼体积变小,成本降低,性能提升;

3.2. Bell 直升机仿真数据管理平台
建立于1935年的Bell直升机是北美最大的商业直升机品牌之一,拥有 9800名员工。 Bell选择SLM做为仿真生命周期管理平台基于以下理由: ? ? 基于达索V6平台 可以快速的集成第三方工具软件
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? ? ? ?

数据可以实现可追溯性 可以快速建立或修改仿真流程 具有手动交互式仿真流程的功能 数据和工具软件版本管理控制

通过SLM项目实施,Bell实现项目数据的组织和管理. SLM实现集成Bel的分析软件 工具,包括Patran, Nastran,和大量内部的荷载计算程序,因此这些代码的分析数据可以 自动的被系统获取并进行分类管理. SLM系统可以获取和关联CATIA几何模型,并且提 供机制来保证当几何设计发生变化时能实时获取到这个消息, 这样保证仿真的版本与设 计的版本实现协同。 Bell直升机已经把SIMULIA的SLM系统嵌入到他们产品型号研发的流程中, 做为一 个真正的企业级应用。基于SLM的灵活的开放性,Bell正在部署更进一步的平台规划, 包括集成他们的内外荷载,物理实验数据,转子动力学,推进系统,机身应力分析,机 身疲劳分析,机身动力学,噪声,气动(CFD),航空电子设备,适航性,可靠性,可维 护性等学科。

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Input:
? Analysis Request ? Design/Develop Products Request ? Test Analyses Request

Conduct System Integration Review

Generate Analysis Deliverables

Output: Set Analysis Scope Conduct Functional Impact Review
? Analysis results/reports ? Pedigree context ? Design guidance ? Requirements satisfaction

Prepare Analysis Strategy

Conduct Analysis and Validate Results

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