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仿真流程和數(shù)據(jù)管理對提高仿真工作效率和積累仿真知識的作用越來越重要。本文首先分析了企業(yè)仿真過程中存在的主要問題，之后介紹了ANSYS仿真流程數(shù)據(jù)管理平臺ANSYS EKM的產(chǎn)品架構(gòu)和主要功能特點，并對該平臺的典型應用做了簡要介紹。

1 引言

 近十幾年來，仿真在產(chǎn)品設計研發(fā)過程中扮演者越來越重要的角色，仿真活動幫助企業(yè)提高了產(chǎn)品研發(fā)的效率，降低了成本，縮短了產(chǎn)品的上市時間。各個企業(yè)也都成立了專門的仿真部門，仿真人員的數(shù)量也大幅增加。伴隨著仿真工作的深入和廣泛的展開，很多問題也浮現(xiàn)出來，造成仿真工作效率相對偏低，重復勞動多，仿真知識無法進行有效地積累和重用等?？偨Y(jié)其原因，大致可分為以下兩方面：

數(shù)據(jù)管理問題

企業(yè)在物理樣機設計階段，進行的仿真數(shù)量急劇上升，由此產(chǎn)生的仿真數(shù)據(jù)也在急劇增長，企業(yè)面臨如何管理這些仿真數(shù)據(jù)的問題；仿真分析產(chǎn)生的數(shù)據(jù)文件較CAD系統(tǒng)的數(shù)據(jù)文件更加龐大，同時仿真分析還有非常復雜的流程，這使得一般的解決方案無法很好解決仿真數(shù)據(jù)管理所面對的問題。而仿真數(shù)據(jù)無法進行有效地管理，也導致在仿真過程中形成的知識無法進行有效積累，很難實現(xiàn)知識的積累和重用。

流程管理問題

隨著產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復雜性的不斷提高，仿真問題的規(guī)模越來越大，涉及的學科越來越多。往往一個大規(guī)模的仿真問題，涉及結(jié)構(gòu)、流體、電磁等多個學科，涉及的軟件和程序甚至有幾十款之多，可能有數(shù)十名仿真人員都需要參與其中。這樣，在仿真工作開始之前制定高效的仿真流程，并通過有效手段保證仿真活動的有效執(zhí)行，并將特定問題的仿真流程形成知識并積累，是十分重要的工作。但是目前并沒有非常有效地手段。

 ANSYS EKM正是針對上述問題提供的仿真流程數(shù)據(jù)管理平臺，該平臺提供三個緊密耦合的服務：流程管理、數(shù)據(jù)管理和系統(tǒng)管理，這些服務共同構(gòu)成企業(yè)仿真解決方案。

2 仿真流程數(shù)據(jù)管理平臺架構(gòu)

ANSYS EKM是基于J2EE標準開發(fā)的應用系統(tǒng)，具有柔性的系統(tǒng)架構(gòu)，能夠支持主流的各種系統(tǒng)和環(huán)境。ANSYS EKM的三層架構(gòu)分別提供仿真數(shù)據(jù)管理、仿真流程管理功能，并提供豐富的開發(fā)手段實現(xiàn)用戶個性化定制。

ANSYS EKM提供統(tǒng)一管理企業(yè)仿真數(shù)據(jù)的服務器，并提供仿真數(shù)據(jù)——包括模型文件、結(jié)果文件、報告等的上傳下載、檢索、版本管理、元數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)報告等功能，能夠讓用戶隨時獲得現(xiàn)在和歷史的仿真數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)全方位仿真數(shù)據(jù)管理。

ANSYS EKM的工作流系統(tǒng)規(guī)范了仿真任務執(zhí)行，保證正確的數(shù)據(jù)傳遞到正確的仿真人員，并且使仿真人員工作目的更加明確，從而有效提高仿真工作的效率。

此外，EKM提供的柔性擴展機制能夠?qū)⑻囟ǚ抡媪鞒坦袒?，簡化仿真過程。并能夠與企業(yè)現(xiàn)有應用系統(tǒng)進行集成，實現(xiàn)大規(guī)模應用。

3 仿真流程數(shù)據(jù)管理平臺主要功能

仿真流程數(shù)據(jù)管理平臺ANSYS EKM主要包括三部分功能：仿真數(shù)據(jù)管理、仿真流程管理和系統(tǒng)管理。

3.1 仿真數(shù)據(jù)管理

仿真數(shù)據(jù)的主要特點是數(shù)據(jù)信息量大，數(shù)據(jù)種類多。仿真流程數(shù)據(jù)管理平臺提供豐富的仿真數(shù)據(jù)管理功能，能夠有效地對仿真數(shù)據(jù)進行有效管理。

基本數(shù)據(jù)管理：平臺提供基本數(shù)據(jù)管理功能。通過一個統(tǒng)一的網(wǎng)絡化數(shù)據(jù)庫進行仿真文件的集中存儲和管理，每個仿真文件按照對象樹的方式進行保存，并提供基本數(shù)據(jù)管理操作，如創(chuàng)建、查看、更新、刪除、拷貝、移動、重命名等等。平臺提供仿真數(shù)據(jù)文件批量上傳下載功能。

仿真信息（元數(shù)據(jù)）管理：平臺提供仿真信息（元數(shù)據(jù)）提取，使用者能夠根據(jù)仿真文件相關的元數(shù)據(jù)了解仿真文件的大致信息，而無需下載和打開龐大的仿真文件，從而提高仿真文件的使用效率。

高級數(shù)據(jù)檢索：平臺提供了豐富的數(shù)據(jù)檢索手段，保證仿真文件能夠被高效利用。平臺提供對仿真數(shù)據(jù)的模糊檢索和基于元數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化檢索，保證使用者能夠快速鎖定期望的仿真數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)權限管理：為了保證仿真數(shù)據(jù)的安全性，平臺提供了細致的權限控制功能，能夠提供具體到每個數(shù)據(jù)對象的權限控制，保證特定的數(shù)據(jù)只針對特定用戶（組）開放。

數(shù)據(jù)版本控制：平臺還提供仿真數(shù)據(jù)的版本控制機制，通過檢入、檢出操作實現(xiàn)對仿真數(shù)據(jù)進行版本控制，保證數(shù)據(jù)的可追溯性。

3.2 仿真流程管理

仿真流程數(shù)據(jù)管理平臺針對仿真活動中人與人之間的協(xié)同，提供了流程管理功能。通過流程管理，能夠?qū)⑻囟ǚ抡嫒蝿者M行任務分解，將每個具體的仿真任務指派到人，仿真活動的中的每個執(zhí)行人都需要登錄平臺，領取分配給其的仿真任務并執(zhí)行任務，隨后提交仿真結(jié)果。通過這一系列的操作，規(guī)范了仿真活動的執(zhí)行，提高了仿真活動執(zhí)行效率。

流程定義：平臺提供可視化的流程定義客戶端，支持用戶通過拖拽的方式創(chuàng)建流程任務節(jié)點和節(jié)點之間的數(shù)據(jù)傳遞關系。并支持流程定義文件的導入和導出，保證仿真流程以知識的形式存在于仿真數(shù)據(jù)庫中，以便后續(xù)重用。

流程執(zhí)行引擎：平臺提供流程執(zhí)行引擎驅(qū)動仿真流程的流轉(zhuǎn)，自動實現(xiàn)任務之間的數(shù)據(jù)傳遞。平臺中的仿真流程支持人工任務和自動任務。人工任務要求任務的執(zhí)行人登陸系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)的提示完成分配的仿真任務，這種方式具有很大的靈活性，仿真人員只需要提交相關的仿真結(jié)果，而仿真過程則根據(jù)自己的經(jīng)驗和習慣完成。自動任務則將特定的仿真過程封裝在后臺，每當執(zhí)行到自動任務節(jié)點時，系統(tǒng)根據(jù)傳入的數(shù)據(jù)自動調(diào)用并完成仿真任務，同時提交預定義的仿真數(shù)據(jù)，這種方式的優(yōu)勢在于實現(xiàn)了特定仿真任務的自動化，形成了可重用的仿真任務組件，形成了企業(yè)仿真知識的積累。

流程監(jiān)控：平臺提供流程監(jiān)控功能實現(xiàn)管理者對整個仿真過程的總體監(jiān)控，保證仿真工作能夠在可控的范圍內(nèi)展開。

3.3 系統(tǒng)管理及擴展

系統(tǒng)管理和擴展提供了柔性的框架保證平臺能夠融入企業(yè)現(xiàn)有信息化系統(tǒng)中。

系統(tǒng)管理：仿真流程數(shù)據(jù)管理平臺提供了仿真人員組織結(jié)構(gòu)管理，能夠定義不同的用戶和用戶組。同時提供一系列的系統(tǒng)管理功能如系統(tǒng)日志、郵件提醒設置等。

系統(tǒng)擴展：為了實現(xiàn)與企業(yè)現(xiàn)有系統(tǒng)的融合，平臺提供豐富的二次開發(fā)接口實現(xiàn)客戶化應用的定制開發(fā)。同時提供現(xiàn)成的PDM數(shù)據(jù)接口，支持與PDM系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)同步。

4 典型應用 

4.1 統(tǒng)一管理管理仿真數(shù)據(jù)

仿真數(shù)據(jù)文件數(shù)量多，容量大。ANSYS EKM提供專門的仿真數(shù)據(jù)管理服務器，保證仿真數(shù)據(jù)的集中管理。針對各類數(shù)據(jù)，EKM系統(tǒng)能夠自動抽取數(shù)據(jù)的元信息，并支持通過元信息進行檢索。并通過數(shù)據(jù)權限管理保證數(shù)據(jù)的安全。同時，EKM提供專門的接口與PDM系統(tǒng)和外部文件系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)同步，從而形成立體化的數(shù)據(jù)管理解決方案。

4.2 規(guī)范仿真分析流程

利用EKM能夠通過定義流程模板，將仿真任務進行分解，將具體分析任務指派到各個分析工程師，并規(guī)范化分析要求和數(shù)據(jù)信息傳遞，使仿真主管能夠?qū)Ψ抡嫒蝿者M行總體把握，仿真工程師對自己的任務也更明確，數(shù)據(jù)獲取也更加容易。同時，對于一些固化的分析過程，EKM還提供自動流程功能，自動調(diào)用仿真工具執(zhí)行預定義的分析過程，實現(xiàn)高效的仿真分析流程。

4.3 分析模板和應用封裝

利用EKM提供的二次開發(fā)接口，有經(jīng)驗的分析工程師能夠?qū)⒁恍┚唧w的、流程化的分析過程進行封裝，并形成圖形化的界面。使用者只需要在界面上輸入特定的參數(shù)，就能夠自動執(zhí)行分析過程。這樣既能夠降低仿真工具的使用門檻，同時也能夠使高水平的仿真工程師能夠有精力完成更高級的仿真工作。使仿真工作能夠給企業(yè)帶來更多的價值。