HEEDS MDO 2018(多学科设计优化软件)

　　HEEDS MDO 2018是一款功能强大的多学科设计优化软件，新版本使您的体验比以往更灵活，更直观，改进的可用性和简化的分析设置将允许所有设计项目团队成员轻松部署HEEDS；新版本包含大量增强功能，可通过改进结果，处理和自动化分析工具来继续简化设计空间探索；包括分析时间视图，当在该程序中使用复杂或并行过程进行分析时，可能难以评估过程状态，现在，可以在类似于甘特图的时间标度视图中轻松查看分析的执行阶段，从而可以调查执行冲突和瓶颈；新增了计算资源特定的门户属性，软件通常安装在程序计算机上的不同位置，这使得使用适用于所有系统的正确执行命令来进行分析具有挑战性，该程序现在配备了一个简单而强大的统一界面，使您可以为每个计算资源指定正确的配置属性，以在特定系统上一次又一次地运行求解器，而无需重新配置以适应其他系统；需要的用户可以下载体验

新版功能

　　1、使用高级数学搜索算法在给定的设计空间内识别最佳解决方案和战略。

　　2、执行多目标帕累托最优化研究以生成最优设计的帕累托集。

　　3、让您在相互冲突的目标之间进行权衡研究。

　　4、进行实验设计(DOE)研究，以检查选定变量如何影响设计。

　　5、测试设计的鲁棒性和可靠性，以确定设计对预期变化的敏感程度指定的项目变量。

　　6、执行和后处理您指定的设计。

　　7、XML标记，现在，新版本的HEEDS完全支持解析XML文件以进行标记。

　　使用此功能可以标记，自动标记和多标记输入和输出参数。使用XML标记易于使用，不需要任何XML知识。

　　8、改进的用户数据处理，现在，通过一次按一下按钮就可以将外部数据源无缝导入HEEDS，从而使体验变得更加轻松和直接

软件特色

　　高效搜寻

　　HEEDS MDO包含专有的设计探索功能，该功能可用于同时利用多种全局和本地搜索策略。HEEDS在了解有关设计空间的更多信息时会调整搜索策略。它不需要用户方面的搜索算法专业知识，而是通过其协作搜索功能轻松整合了用户的直觉。此过程使您能够以最少的仿真时间和成本来确定性能更高的设计系列。

　　大多数传统的设计空间探索工具都需要高度专业化的优化技能和简化模型，以实现高效搜索。但是，通过使用HEEDS，您可以使用现有模型简化设计空间探索，而无需考虑参数的复杂性或数量和约束。指定您愿意等待答案的时间，智能搜索功能将调整搜索策略，以在分配的时间内找到更好的设计替代方案。

　　此过程使您能够以最少的仿真时间和成本来确定性能更高的设计系列。

　　这种方法称为SHERPA：

　　1、不需要模型简化，模型拟合或替代

　　2、使用混合，自适应智能搜索，以更少的评估找到更好的设计

　　3、帮助您减少搜索时间，产品开发成本和产品设计风险

　　与其他设计空间探索方法不同，HEEDS在任何数量的设计变量，约束或目标下均能很好地工作。因此，鼓励用户进行设计研究以反映所面临的确切工程挑战，而不是简化搜索以符合软件限制。HEEDS通常会毫无困难地应用于具有数百或数千个设计变量的问题。

　　只需定义您的设计目标，并告诉HEEDS可以探索多少个设计，这将帮助您更快地发现更好的设计。您可以包括任意数量的目标，约束和设计变量。就这么简单！

安装步骤

　　1、用户可以点击本网站提供的下载路径下载得到对应的程序安装包

　　2、只需要使用解压功能将压缩包打开，双击主程序即可进行安装，弹出程序安装界面

　　3、可以根据自己的需要点击浏览按钮将应用程序的安装路径进行更改

　　4、安装类型，选择Custom自定义模式，如图中标注一致，点击第三个选项

　　5、勾选VCollab，取消License（提示：务必取消许可证，这非常重要！！！）

　　6、弹出以下界面，用户可以直接使用鼠标点击下一步按钮即可

　　6、现在准备安装主程序，点击安装按钮开始安装

　　7、弹出应用程序安装进度条加载界面，只需要等待加载完成即可

　　8、根据提示点击安装，弹出程序安装完成界面，点击完成按钮即可

方法

　　1、安装完成后，打开“_SolidSQUAD_”目录，将文件夹“Ver2018.04”复制到安装目录下覆盖源文件，默认目录为C:\HEEDS\MDO\Ver2018.04

　　2、将“VCollab”文件夹复制到C:\Program Files

　　右键点击计算机选择属性，选择高级系统设置》高级》环境变量，新建变量

　　变量名：RCTECH_LICENSE_FILE

　　变量值：C:\HEEDS\MDO\Ver2018.04\rctech_SSQ.dat。

　　(这是默认安装目录，有修改的朋友需要根据情况修改目录)

　　3、运行“SolidSQUADLoaderEnabler.reg”，载入注册表信息

　　4、完成以上操作步骤后，重启计算机，就可以双击应用程序将其打开，此时您就可以得到对应程序

使用说明

　　协同设计探索

　　直觉在设计探索研究的所有阶段都扮演着至关重要的角色，从定义问题陈述到构建仿真模型再到解释结果。但是搜索过程本身呢？我们应该基于直觉进行设计改进，还是应该让数学搜索引擎探索设计空间以获得更好的设计？答案是两个。我们称这种共享过程为协作设计探索。

　　SHERPA搜索策略使您可以在探索研究之前和之中注入自己的设计思想。在开始研究之前，您可以使用多种想法（以实际设计的形式）为研究添加种子，这些想法可能有助于SHERPA更快地定位设计空间中的生产区域，从而加快整体搜索的速度。例如，除了基线设计之外，您还可以考虑将研究与其他可能好的设计一起播种，这些设计可以：

　　您过去曾调查或制作过

　　您的竞争对手已经使用

　　是可行的，但可能不是最佳的

　　相对于一个或多个条件的绩效较高，但并非全部

　　具有一些理想的功能，但不一定表现良好

　　你有预感可能会很好

　　来自之前的HEEDS MDO研究

　　这些注入的想法中的一个或多个可能有助于更有效的搜索，而这样做的代价只是输入定义每个设计的变量值的时间。启动搜索过程时，SHERPA将评估注入的设计，因此无需在注入之前对其进行仿真。

　　如果您建议的设计不具有高性能，搜索过程会受到影响吗？通常不行。您会发现，如果不使用任何注入的设计作为搜索的种子，那么SHERPA评估的第一组设计是从某种类型的拉丁超立方体抽样程序中选择的准随机设计。这些设计中的许多可能不是很好，因此您的建议至少与随机设计一样好，并且可能会更好。

　　唯一的潜在缺点是在最初的设计集中失去了一些多样性。为了减轻这种情况，在研究之前注入的设计数量应保持相对较小，例如少于评估总数的百分之五或百分之十，并且除非您对它们的性能非常有信心，否则注入的设计不应太相似。 。

　　一种更有趣的方法是在探索研究期间注入设计。如您所知，建议您在研究进行过程中监视其进度。在调查中间设计或搜索趋势时，通常会触发您的直觉。您可能对如何改进一个或多个这些中间设计或如何创建SHERPA尚未发现的新设计概念有新的想法。这些想法可以通过上述相同的注入过程与SHERPA共享。

　　和以前一样，如果您的想法不能带来改进的设计，那么您就不会以任何重大方式损害搜索进度。广泛的探索是SHERPA战略的一部分，因此您的注入设计非常适合这种方法。风险低，潜在收益高。

　　有了足够的勘探预算，HEEDS将能够自行在设计空间中识别性能更好的设计。但是，通过将其专业的搜索功能与您的基本领域知识相结合，可以更快，更有效地探索高绩效地区，从而实现真正的创新突破。

　　这种协作式设计探索过程将高度发达的人类直觉与先进的数学和计算功能结合在一起并加以利用。此过程功能强大，简单且…直观。

　　如果您和我一样，就可以和机器人电话操作员交谈，或者按一下手机上的十五个按钮，将您路由到有机会真正帮助您解决问题或挑战的人。不要误会我的意思，我喜欢新的创新技术。但是，前提是它确实可以帮助我更快，更轻松或更好地完成工作。

　　从第一天开始，借助HEEDS，我们齐心协力为客户提供不同的服务。当时我们的目标过去而且今天仍然很简单：

　　我们希望找到最省时的方式，在需要时为您提供所需的信息，以帮助您

　　（a）解决当前的问题，

　　（b）更好了解将来如何避免类似问题，以及

　　（c）扩大您对我们软件的使用，从而为您和您的组织带来更大的价值。

　　我们将每一个客户关系都视为一种伙伴关系。我们的目标不是最小化特定呼叫的成本，最小化对我们员工的干扰，也不是让您减少与我们的互动。实际上恰恰相反。您会看到，我们有信心，如果我们以最快的响应时间提供最好的服务，我们的软件使用范围将会扩大，并使我们能够赚钱，以支付客户对这一卓越水平的关注。在此过程中，我们学到了很多有关如何使我们的产品变得更好的知识！合作，双赢！这确实是一个简单的概念，并且我们知道它会像客户每天告诉我们的那样工作。此外，这是当我们需要其他组织的帮助时，我们真正希望得到治疗的方式。

　　最重要的是，我们喜欢收到尊贵客户的来信。因此，即使您没有紧迫的需求，也可以随时与我们联系，让我们知道您的工作状况，并让我们知道我们是否满足您的需求。您看，这就是我们认为很酷的事情！

　　使用设计敏感性

　　设计敏感性是衡量由于设计变量的微小变化而导致的目标响应或约束响应变化的量度。基于此定义，它们有时被称为灵敏度导数。让我们讨论如何正确使用它们，以及如何不使用它们。

　　首先，请注意，我们此处提到的设计敏感性是针对特定设计而不是针对设计空间计算的。敏感性分析的统计方法可以提供有关设计空间的有用信息，但不能提供我们在此处寻求的信息类型。

　　因为设计代表设计空间中的一个点，所以很明显，灵敏度定义在一个点上，数学导数也是如此。除非设计空间是线性的，否则设计空间中的两个不同的设计可能会具有不同的灵敏度，而工程问题很少出现这种情况。

　　除其他用途外，可以在设计研究快要结束时使用设计敏感性，以提高质量并降低设计成本。如果发现设计对设计变量的值非常敏感，则可以使该变量的制造公差保持更严格，以确保最终产品的质量始终如一。另一方面，如果已知设计对设计变量相对不敏感，则可以放宽该参数的公差以降低成本。由于在提高质量和降低成本方面仍有很大的机会，因此在制造之前计算最终设计候选者的灵敏度的重要性应该很清楚。

　　但是，设计敏感性也有一些不明智的应用。在进行设计探索研究之前，请考虑在基线设计点计算灵敏度导数的相当普遍的做法。通常，这样做的目的是过滤掉那些似乎对设计影响很小的变量，因此在搜索中仅考虑最重要的变量。

　　这似乎是一个好主意，但实际上这是非常冒险的。虽然某些变量组可能会在基线设计周围的小邻域内产生主要影响，但可能需要其他设计变量来引导搜索到该邻域外的更好设计。忽略这些其他变量可能会导致解决方案不够理想，这在未实现的设计改进方面可能会非常昂贵。不幸的是，没有办法提前知道这一点。

　　除非我们真的只寻求对设计的增量更改，否则不建议在设计空间探索之前对设计变量进行过滤的做法。毕竟，我们真的不在乎基线设计的灵敏度导数，并且计算它们所需的大量工作可能最好花在设计空间搜索上。

　　让我们考虑一个例子。如图1所示，橡胶衬套用钢包裹，其中心孔中有一根钢轴，该轴向左右移动。橡胶衬套的设计应使其对规定载荷的响应与两条力-偏转曲线相匹配，在两个主载荷方向上各一条。目标力-挠度曲线是双线性的，如图2所示。

　　优化语句为：

　　目标：最小化实际载荷-挠度曲线与目标载荷-挠度曲线之间的均方根误差（RMSE）

　　变量：形状参数（见图1）：

　　LGap1，LGap2，RGap，RD1，RD2，LegWidth，LegLength

　　图1.套管设计探索研究中使用的基线几何形状和设计变量。

　　图2.目标力-位移曲线。

　　使用ABAQUS / Standard对每个潜在的设计进行了分析，分析包括几何非线性（大应变），材料非线性（橡胶材料响应）和边界接触。

　　在当前的讨论中，我们不关心设计探索研究的细节，因此我们将直接跳过结果。找到的最佳设计及其性能如图3所示。

　　计算了基线设计和最终设计的设计敏感性。然后，绘制每个变量对RMSE响应的百分比贡献，如图4所示。这通常称为pareto图表。它提供了一种方便的方法，可以直观地查看哪些变量对设计行为的影响最大。

　　为了找到最佳设计，图4中的结果表明RMSE对LGap1最敏感，因此我们应对此变量保持严格的公差以确保高质量的设计。另外，LGap1和LGap2（AB）之间以及LGap1和LegWidth（AF）之间的交互作用也很强，因此我们也必须注意LGap2和LegWidth的值。

　　图4中的结果还表明，基线设计和最佳设计的设计敏感性在许多方面存在很大差异。例如，基线设计对LGap2变量非常敏感。但是，即使LGap2与LGap1之间的交互作用相对较强，最佳设计也不会对LGap2的价值产生任何影响。注意图4中设计之间的其他差异。

　　图3.找到的最佳设计及其在向左移动时与目标力-位移曲线匹配的相应性能。

　　图4.对于基线设计（蓝色）和最佳设计（红色），每个变量对RMSE响应的百分比贡献。

　　该示例说明了设计敏感性的正确使用，以保持质量并降低成本。它还表明，设计敏感性可能因设计而异。

　　通常，不建议在设计研究之初就计算灵敏度，并且根据基线设计的灵敏度过滤掉设计变量是非常危险的。这样做通常会导致在设计空间探索期间发现次优设计。

　　如果在HEEDS研究期间没有有效的许可证供您的任何建模和仿真软件使用，则默认响应是将该设计归类为错误设计。但是，可以在HEEDS启动每次分析之前使用预分析命令来修改此行为，以检查许可证的可用性。这个简单的过程可以帮助避免许多此类错误设计，从而使您的勘探研究更加有效。让我们回顾一下如何针对基于FLEXlm的许可证执行此操作。

　　许可证检查实用程序

　　HEEDS安装包括一个“许可证检查实用程序”，用于在提交设计评估之前确定所需的建模和仿真软件许可证功能是否可用。如果没有许可证，则不会提交分析，从而避免指定错误。而是，HEEDS等待20秒，然后再次检查可用许可证。此过程将继续进行，直到获得可用许可证（此时HEEDS提交设计评估）或达到最大执行时间（在这种情况下，HEEDS都会将设计视为错误并继续进行下一个设计，就像您要执行的操作一样）。没有使用许可证检查实用程序）。

　　许可证检查实用程序称为check_availability.exe，可在HEEDS安装目录（例如C：\ HEEDS \ MDO \ Ver2016.10 \ Win64 \ utils）的Win64 \ utils 文件夹中找到。该文件夹在文件“使用许可证检查说明” .pdf中包含有关如何使用该实用程序的信息 。

　　从命令提示符运行许可证检查实用程序

　　在启动HEEDS研究之前，检查建模和仿真软件许可证的可用性可能会有所帮助。这可以通过在命令提示符下运行许可证检查实用程序来完成。命令格式为：

　　路径\ check_availability.exe端口@SERVER_NAME DAEMON_NAME FEATURE_NAME #LICENSES

　　port @ SERVER_NAME对应于充当软件许可证服务器的计算机的端口号和名称/ IP地址。DAEMON_NAME和FEATURE_NAME取决于您使用的分析软件，而#LICENSES是您要使用的可用软件许可证的数量。

　　您可以在查询check_avail_output_file中查看来自查询的诊断信息，该文件 将写入执行许可证检查实用程序命令的目录中。该文件包含当前许可证状态，包括您拥有多少个许可证以及在查询时检出了多少个许可证。

　　如果许可证可用，命令提示符将立即返回。否则，命令提示符将保持活动状态，并且您将看到一条消息：“许可证服务器正在运行，但请求的许可证数量不可用。将等待20秒，然后再次检查”。重复该过程，直到获得许可证为止。

　　在HEEDS中实施

　　在HEEDS之外测试了此功能之后，下一步就是将查询集成到HEEDS工作流程中。为此，我们将利用“ 高级分析执行选项”在执行分析之前提交命令，如下图所示。如上所述，提交的命令是您系统的许可证检查实用程序命令。

　　最后，将“ 最大执行时间”更改为适当的值。这是HEEDS将设计视为错误的时间。例如，如果与许可证服务器的连接断开或其他长时间运行的分析作业正在使用许可证，则可以达到此限制。该最大执行时间应该是您愿意等待许可证释放的时间， 加上模型预期的分析执行时间。

　　设定路径

　　要在HEEDS中使用此实用程序，必须将实用程序的位置添加到系统的PATH变量中，或将可执行文件复制到您的分析目录中。修改PATH变量是最通用的方法，因为它是一次性操作，可同时在Windows和Linux上使用。

　　在Windows机器上，后一种方法对于不太复杂的情况（例如涉及单个分析模型的研究）可能很有用。在这种情况下，您需要将check_availability.exe和lmutil.exe作为输入文件添加到要使用它们的HEEDS分析中。这两个文件都位于Win64 \ utils 文件夹中。通过将它们作为输入文件包括在内，它们将在每次设计评估之前与实际的分析输入文件一起自动复制到适当的分析文件夹中。如果使用这种方法，则执行预分析命令的命令应使用相对路径：

　　check_availability.exe端口@SERVER_NAME DAEMON_NAME FEATURE_NAME #LICENSES

　　HEEDS提供了基于FLEXlm的许可证检查实用程序，可在启动分析工具之前执行许可证可用性查询。如果请求的许可证功能可用，则HEEDS将以常规方式提交您的分析作业。如果不是，它将等待20秒钟，然后再次检查可用性。它将以这种方式继续进行，直到获得许可证或达到最大执行时间为止。

　　该实用程序的主要优点在于，它可以防止由于许可证不可用而引起的错误设计，从而促进了一个更有效的探索过程，而不会因错误的错误设计而蒙混。