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混合分析：用于構建混合數字孿生的工具集

2023-02-27

本文原刊登于Ansys Blog：《Hybrid Analytics: A Tool Set for Building Hybrid Digital Twins》作者：Matt Adams | Ansys 首席產品專家混合數字孿生是將物理和數據結合在一起的數字孿生體。換句話說，混合數字孿生不單獨依靠仿真或者機器學習（ML），而是同時發揮兩種方法的優勢，充分利用有關系統的所有可用知識。工程為創建物理模型提供信息，而數據則向該模型提供新洞察。將物理與數據相結合的方法和工具，構成了被稱為“混合分析”的工具集。通過使用Ansys Twin Builder和混合分析工具集，您可以將數字孿生準確度提高到98%或更高水平。混合分析是一套以不同方式將物理與數據相結合的機器學習工具。通過更明智地選擇訓練數據和機器學習方法，您可以為混合數字孿生開辟新的可能性。一個備受矚目的領域是融合建模，即綜合運用至少兩種不同類型的數據來訓練機器學習模型。融合建模：融合物理與數據為了構建機器學習模型，用戶需要提供輸入/輸出（I/O）數據以及在I/O數據之間建立關系的機器學習算法。重復使用該算法，可以預測不同輸入產生的新輸出。當然，訓練數據的選擇和算法的選擇都會影響結果質量。例如，降階模型（ROM）通常使用仿真數據來構建，并且通常使用依賴物理方程或仿真模型底層結構的方法；其他統計方法更適用于存在噪聲的傳感器數據。在融合建模中，至少要使用兩種不同的數據源來訓練模型，這可能需要結合不同類型的仿真數據或結合仿真數據與傳感器數據。在任何情況下，結合多個數據源有利于為更多應用創建更豐富的機器學習模型。融合：殘差建模如果我們希望通過物理建模保存已知的系統相關信息，并從任何可用數據中學習，可以同時使用仿真數據和傳感器數據。只要充分理解組件或系統的基本物理特性并且能用已知方程建模，就可以基于物理的仿真模型創建高質量數字孿生體。然而在實際情況中，由于各種原因，難以實現完整的物理模型，包括：不能充分理解摩擦或損耗不能完全捕獲幾何結構不能為環境影響建模隨時間發生退化例如，這可能包括電機常數的不確定性、各種組件的慣性或管道內壁上的摩擦量。在這些情況下，首選解決方法是嘗試從可用數據中學習物理模型的參數。機器學習方法能夠幫助您從數據中學習到更準確的參數值，并為這些參數提供估計值。這種方法的主要優勢在于，模型中完全保留了物理行為知識，從數據學習到的信息包含在模型參數的值中。因此，即使模型不能完全表達物理特性，也可通過調整參數盡量予以補償，習得的行為至少在該模型的情景下具有可解釋性，并且與其他參數值存在關聯。因此，設計人員和工程師可以深入地了解問題根源和系統行為。即便構思最佳的物理模型有時也無法完全捕獲系統的實際行為。具體而言，當系統中存在未建模的物理時，學習更好的參數值仍不足以實現應用所需的精度水平。此時融合模型通過提供高度準確的預測，能夠起到幫助作用。當經過校準的孿生預測與預期行為之間仍存在差異時，您可以構建融合模型來仿真孿生的預測和表達目標行為的數據之間的差異。這種類型的融合建模通常被稱為殘差建模。在融合殘差模型中有兩種不同的數據源，分別是物理模型預測和實驗數據。因此，殘差建模最常用于在假設場景下實現更準確的預測。該圖展示了融合殘差建模的過程，即：使用物理模型預測和實驗數據作為兩個主要數據源這種方法的最大優勢在于，無論系統中存在哪些仍被保留的已知物理信息，數據都能幫助您建模因系統中存在未知或誤解而出現的剩余部分，即殘留數據。值得注意的是，模型的融合部分一般不會解釋缺失的內容，但與孿生輸出結合，確實能提高預測準確度。通過這種方法，不確定性被限制在未知的行為部分，而添加機器學習部分不會損失任何東西。以這種方法應用融合模型，能夠在保留已知物理信息的情況下運行機器學習。本質上，可以構建融合殘差模型來補償質量極差的物理模型。在這些情況下，融合模型更像是數據模型，并且與其他數據模型一樣，基本物理特性可能會被掩蓋或丟失。然而，即便在這種狀況下，低質量物理模型至少依然能對機器學習部分產生一定的約束。當融合殘差建模被用于改進已經提供高保真度結果，但仍存在大約10%差異的模型時，可產生極佳的效果。在這種情況下，融合模型可能無法完全解釋少量殘留的物理效應，但系統的主要物理效應完全保留在物理孿生中，并且可以輕松訪問。融合：多保真度回歸融合建模的另一個應用是多保真度回歸。在這種情況下，一個數據源被視為地面實況，另一個數據源與這個地面實況近似。當地面實況數據稀缺而近似數據豐富時，可以使用融合功能。這方面的一個例子是工作臺測試。收集測試數據成本高昂且非常耗時，為了節省成本，需要盡可能多地在虛擬環境下開展測試。仿真模型可用于替代工作臺測試，但它們必須能準確再現系統的實際行為。我們至少需要一些來自工作臺測試的數據點，以檢查仿真模型的行為。如果仿真模型不能提供與測試數據足夠高的保真度匹配，可以構建融合模型，為測試數據與仿真模型之間的差異建模。該圖顯示了Ansys Maxwell模型生成的結果準確度遠高于Ansys Motor-CAD模型。然而，如果Motor-CAD模型與融合殘差模型結合，性能可媲美完整的Maxwell模型隨后可將具有融合校正功能的模型，用于準確仿真未開展測試的其他設計點或場景。該方法同樣適用于兩個仿真數據源。例如，電機的有限元（FEA）模型包含完整的幾何結構和物理效應，能提供極為準確的預測，但代價是有限元模型可能需要較長時間來運行，這就很難在眾多場景上開展重復測試。使用1D或2D假設條件，也可以更快地對電機進行建模以獲得良好的近似度。融合模型同時使用兩種類型的電機仿真，以更快實現最佳預測。對于一些設計點，有限元仿真數據可用作正確行為的錨點。1D模型可仿真所有設計點，融合模型體現了兩個仿真模型在這些設計點上的差異。隨后將1D模型與融合校正相結合，為其他設計點提供準確預測。有限元模型中所需的設計點數量取決于兩個模型結果之間的相關性，例如，如果具有較高的相關性，您可以使用有限元設計點并主要依靠1D模型。探索混合分析數字孿生通常存在于邊緣或云端，而這兩種環境下的相關知識可能較稀缺。混合數字孿生利用所有可用數據，并為預測性維護和性能優化提供最佳解決方案，幫助克服這一挑戰。分析通常是指從數據中學習，而混合分析是一套從實驗數據和基于物理的仿真中學習的方法。基于多個數據源和多種物理，融合模型是混合數字孿生的重要組成部分，有利于提高仿真精度，尤其是在物理信息不確定的領域。（文章來源公眾號：Ansys）+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++關于億道電子億道電子技術有限公司（英文名稱：Emdoor Electronics Technology Co.,Ltd）是國內資深的研發工具軟件提供商，公司成立于 2002 年，面向中國廣大的制造業客戶提供研發、設計、管理過程中使用的各種軟件開發工具，致力于幫助客戶提高研發管理效率、縮短產品設計周期，提升產品可靠性。20 年來，先后與 Altium、ARM、Ansys、Minitab、Green Hills、EPLAN、QT、QA Systems、MicroFocus、Visu-IT、HighTec、PLS、Ashling、MSC Software 、Autodesk、Source Insight、TeamEDA、IncrediBuild、Adobe等多家全球知名公司建立戰略合作伙伴關系，并作為他們在中國區的主要分銷合作伙伴服務了數千家中國本土客戶，為客戶提供從芯片級開發工具、EDA 設計工具、軟件編譯以及測試工具、結構設計工具、仿真工具、電氣設計工具、以及嵌入式 GUI 工具等等。億道電子憑借多年的經驗積累，真正的幫助客戶實現了讓研發更簡單、更可靠、更高效的目標。歡迎關注“億道電子”公眾號了解更多研發工具軟件知識

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數字化轉型 | 數字孿生技術助力核能產業制勝精益運營

2023-02-22

本文原刊登于Ansys Blog：《Digitally Transforming Nuclear Energy for a More Sustainable Future with the ConnexITy Consortium》作者：Lucas Boucinha | Ansys 首席產品專家核能是全球可持續性水平最高、最清潔的能源之一，其機制來自原子核或原子核心自然反應釋放能量。為產生核能，原子需要在熱反應堆中分裂，產生能將水轉化為蒸汽的熱量。而后由高壓蒸汽驅動與發電機連接的渦輪機產生電力。此外，核能發電的二氧化碳（CO2）排放量接近0。能源生產和消費是目前聯合國制定的許多可持續發展目標(SDG)的基礎。其中一個目標，俗稱SDG 7或7號全球目標，其旨在確保下一個十年末所有人都能夠使用低成本、可靠、可持續的現代能源。根據國際核能署提供的資料，在可持續發展框架內進行的核能特征分析，證明核能行業采取的方法總體上符合基本的SDG要求，同時能最大限度地減少對環境的影響。根據核能機構(NEA)的資料，在可持續發展框架內對核能特征的分析表明，核能部門采取的方法總體上符合基本的可持續發展目標，同時最大限度地減少對環境的影響。不過，為了保持這種一致性以及滿足不斷增長的環保與安全需求，核能行業亟需進行數字化轉型。由法國跨國公共事業機構法國電力集團（EDF）主導的ConnexITy聯盟正在引領此類舉措。包括Ansys在內，來自核能行業的14家企業確立了共同目標，根據數字技術打造新的應用與服務，以支持核能行業的數字化轉型。例如，為了優化核電廠場地的維護與運行，該聯盟提出：如果核電廠能夠使用數字化的手段實時預測運行中的設備行為，這會產生哪些影響？為了探索這一主題并實現設想，EDF、Atos、Assystem、Siemens Energy、Technicatome、Naval Group和Ansys等合作伙伴正在采用數字孿生技術開發相關工作流程。數字孿生制勝精益運營：數字化電廠解決方案2020 NEA報告”Unlocking Reductions in the Construction Costs of Nuclear: A Practical Guide for Stakeholders”明確了加快核能項目開發的各方面技術、組織、管理與政策要點。圖1：ConnexITy數字孿生用戶體驗示意圖數字化轉型是該報告重點介紹的、能夠在短期內改進反應堆項目，并且有望迅速降低成本的三大技術方法之一。系統的數字化可以改進工程方法和供應鏈集成效能，實現對組件的在線監控并提高生產力。此類改進有助于降低核電廠建造與經營成本并提高其效率，從而促進核能的更大規模普及。ConnexITy聯盟提供了新的改進解決方案：核電廠組件數字孿生。目前聯盟主要關注渦輪發電機應用，用于在發電鏈末端將機械能轉化為電能。由于其在工作流程中的重要作用，妥善監控渦輪發電機運行過程中的性能具有巨大優勢：能夠檢測異常，避免意外停機，并提供相關信息，以便操作人員優化預防性維護，最終降低相關成本。另外，通過監控機械性能，電廠操作人員可以節約能源，同時能夠降低許多生產流程的碳排放量。為此，ConnexITy正采用Ansys Twin Builder設計渦輪發電機的數字孿生體，可以分四個步驟優化維護與運行：監控：檢測相對于正常資產性能的偏移識別：預測偏移的根本原因確認：證實預測的失效模式反映實際正常資產性能建議：提供維護指南和見解。數字孿生聯盟指出，數字孿生是一種以特定頻率和保真度與物理實體與流程同步的虛擬表示。Ansys Twin Builder使團隊能夠創建、驗證和部署數字孿生，有可能將創建精確產品模型的時間減少一半。這有助于優化生命周期管理和實現真正的預測性維護，從而節約成本，助力企業保持競爭優勢。渦輪發電機這一種能夠將渦輪機所產生的機械能轉換為電能的電力設備。在本例中，偏移表示兩個量之間的差異，就流量傳感器的電壓輸出量而言，偏移是數字孿生模型預測值和實際測量值之間的差異。圖2：位于法國巴黎Saclay臺地ConnexLab的ConnexITy渦輪發電機測試臺渦輪發電機的數字雙胞胎可以通過學習傳感器數據和瞬變電磁行為的降階模型(rom)來實時預測發電機的健康狀態。它還采用基于支持向量機（SVM）的嵌入式缺陷分類器預測可能的失效模式。在機器學習（ML）應用中，SVM是一種算法監督模型，可以對數據進行分析和分類。另外，數字孿生還可與Atos的工業物聯網（IIoT）平臺Codex Smart Edge集成，配備能夠支持操作人員與專家之間進行互動的網頁端看板提供可視化信息。雖然該解決方案主要面向發電機應用，不過同樣的數字孿生技術和方法還可以應用于電廠的其它設備。數字化轉型的這種更廣泛普及以及最終邁向更具可持續性的發展也是聯盟堅持推進的使命。圖3：本圖演示了降階模型（ROM）如何采用機器學習從3D求解器提取物理場，將其插入數字孿生體后端，從而實時獲得準確的物理預測ConnexITy互聯ConnexITy從2017年開始一直在開發旨在將創新融入核電廠設計與運營業務的研發項目。該聯盟在過去五年在位于法國巴黎Saclay臺地的ConnexLab實驗室中設計、集成和評估了相關創新。聯盟的多個項目已經實現產業化，證明核能行業有能力在現有工作流程采納和實施新的技術。ConnexITy將繼續根據數字技術創造新的應用與服務，以促進數字化轉型在核能行業更廣泛的普及并提高可持續性。（文章來源公眾號：Ansys）+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++關于億道電子億道電子技術有限公司（英文名稱：Emdoor Electronics Technology Co.,Ltd）是國內資深的研發工具軟件提供商，公司成立于 2002 年，面向中國廣大的制造業客戶提供研發、設計、管理過程中使用的各種軟件開發工具，致力于幫助客戶提高研發管理效率、縮短產品設計周期，提升產品可靠性。20 年來，先后與 Altium、ARM、Ansys、Minitab、Green Hills、EPLAN、QT、QA Systems、MicroFocus、Visu-IT、HighTec、PLS、Ashling、MSC Software 、Autodesk、Source Insight、TeamEDA、IncrediBuild、Adobe等多家全球知名公司建立戰略合作伙伴關系，并作為他們在中國區的主要分銷合作伙伴服務了數千家中國本土客戶，為客戶提供從芯片級開發工具、EDA 設計工具、軟件編譯以及測試工具、結構設計工具、仿真工具、電氣設計工具、以及嵌入式 GUI 工具等等。億道電子憑借多年的經驗積累，真正的幫助客戶實現了讓研發更簡單、更可靠、更高效的目標。歡迎關注“億道電子”公眾號了解更多研發工具軟件知識

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計算流體動力學 | 仿真技術助力喀麥隆供電

2023-02-21

本文原載于Ansys Advantage：《Simulation Brings Electricity to Cameroon》喀麥隆是一個從大西洋一直延伸到乍得湖（Lake Chad）的中非國家，那里大約有2600萬人主要生活在農村地區，而且許多地區至今沒有通電。Ingenieure ohne Grenzen（無國界工程師組織）是一家德國非營利組織，致力于通過工程技術為有需要的人群改善生活條件。該組織利用Ansys Fluent開發了一種用于在喀麥隆農村地區發電的水力渦輪機。這家非營利組織成立的宗旨是，使用工程技術解決世界上欠發達地區的重大挑戰。自2003年成立以來，該組織已經在全球完成了160多個項目。“喀麥隆的特別之處在于，它靠近赤道，”無國界工程師組織曾參與該項目的仿真工程師Maximillian Falk表示，“因為有諸多河流和瀑布，所以這里的水力發電潛力巨大。”這些充足的流動水（至少在雨季時期是這樣）激發了無國界工程師組織的靈感，工程師遂開發出了一種放置在流動水中的卡普蘭水力渦輪機，水流帶動葉輪轉動，從而產生電力。雖然設計概念非常簡單，但這個國家的社會和環境條件給工程師帶來了額外的挑戰。在喀麥隆開展工程所面臨的挑戰我們大多數人想到村莊時，腦海里會浮現出一座座密集的房屋。但是在喀麥隆，被視為村莊的地方的房屋之間，可能相距3到4公里（1.8到2.4英里）。“在如此遠距離的條件下，哪個部分是我們想建設的電網中成本最高的？”Falk說道。“是電線，電線成本幾乎占了總成本的50%。”考慮到渦輪機通常距離第一所房屋大約500米到一公里（三分之一到三分之二英里），而且剩余電流設備必須使用四根電線進行連接，Falk表示：“在最好的情況下也需要至少2公里（超過一英里）的電線，這可能會大大超出預算。”所以他們必須謹慎地開展設計。除了距離方面的另一個問題是安裝規劃。如果工程師需要買一把新的螺絲刀或其它工具，到最近的大城市需要兩天的路程。確保渦輪機的設計簡單，使用盡可能少的材料，這一點非常重要，因為這樣就可以輕松地進行維護。在這一方面，喀麥隆實際上有一個獨特的優勢，該國有一種防水木材，可用于制作葉輪輪轂的外殼。Falk表示：“這真是太好了，因為我們可以直接走進叢林，砍下一棵樹，然后用它來制作一些葉輪。”葉輪需要每兩年更換一次，因此這種現成的材料讓維護變得更加方便。旱季發電喀麥隆7月-10月會經歷短暫的旱季，從12月到次年5月則會經歷漫長的旱季。當溪流和瀑布干涸、渦輪機供水處于較低水平時，很難讓渦輪機保持發電。最開始，工程師幾乎沒有關注渦輪機入口水池的設計，因為對于一個僅能產生200瓦電力的設備來說，這似乎并不重要。所以，原始的設計只是在入口處放置一個木制方形槽，用于將水引至渦輪機。“如果水位較低，渦輪機后面形成的渦流會吸入空氣，而空氣會增加渦輪機內部的氣蝕現象并損壞葉輪的材料，”Falk說道，“因此我們必須設法規避這一情況。但當時，我們在德國沒有合適的測試場地。”當時收集數據的唯一方法，是詢問喀麥隆能夠使用測試裝置的人員。等這名人員使用測試裝置執行分析，并將結果發送回德國時，已經過去了一周的時間。根據這些結果，工程師會提出修改建議，然后又得等待一周，這幾乎不可能成為有效的開發流程。不過，當無國界工程師組織采用了Ansys Fluent計算流體力學(CFD)軟件和Ansys SpaceClaim，而且Falk在文獻資料中找到之前一篇關于卡普蘭渦輪機渦流氣蝕的工程論文，上述情況終于得到了顯著改善。該論文建議在入口水池中的氣缸后面安裝一個翅片，來減少渦旋脫落，并使整個渦輪機的流動更加層流化。在使用Fluent進行鈑金翅片仿真時，工程師很快就發現了這種解決方案的一個缺陷：翅片適用于化工廠排氣煙囪中的空氣，但不適用于水流。Falk和他的同事們隨后開始使用SpaceClaim來改變鈑金翅片的位置和長度，并使用Fluent來確定由此產生的水流。“我們發現，這種翅片能夠引導渦輪機后面的水流，”Falk說道。由于進入渦輪機的水流來自同一個方向，因此遠離入口的渦輪機部分接收到的水流，少于入口處的水流，從而導致氣蝕現象和發電效率較低。他們使用SpaceClaim和Fluent對水池末端的角度進行了實驗。將翅片與流入的水流成45度角放置時，它的作用有點類似于文丘里噴嘴，這樣就增加了水流的速度。這一變化讓渦輪機的各個部分同時獲得了更穩定的水流，從而減少了氣蝕并使其運行更加平穩。“我們以前從來沒有考慮過改變角度，而這完全是仿真帶來的結果，”Falk說道。新冠疫情封鎖和內戰使項目延期在新冠疫情爆發前，無國界工程師組織曾前往喀麥隆進行過一次考察，在此期間，他們安裝了4臺200瓦的渦輪發電機來為村民供電。后來由于新冠疫情封鎖以及喀麥隆處于內戰之中，在喀麥隆負責保持渦輪機運行的人員很難在現場繼續完成項目。但是，工程師們繼續在德國使用Ansys仿真軟件，通過運行仿真不斷改進水輪機的設計，成功將電力輸出提高到350瓦并解決了渦輪機中的泥沙堆積問題和其它挑戰。（文章來源公眾號：Ansys）+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++關于億道電子億道電子技術有限公司（英文名稱：Emdoor Electronics Technology Co.,Ltd）是國內資深的研發工具軟件提供商，公司成立于 2002 年，面向中國廣大的制造業客戶提供研發、設計、管理過程中使用的各種軟件開發工具，致力于幫助客戶提高研發管理效率、縮短產品設計周期，提升產品可靠性。20 年來，先后與 Altium、ARM、Ansys、Minitab、Green Hills、EPLAN、QT、QA Systems、MicroFocus、Visu-IT、HighTec、PLS、Ashling、MSC Software 、Autodesk、Source Insight、TeamEDA、IncrediBuild、Adobe等多家全球知名公司建立戰略合作伙伴關系，并作為他們在中國區的主要分銷合作伙伴服務了數千家中國本土客戶，為客戶提供從芯片級開發工具、EDA 設計工具、軟件編譯以及測試工具、結構設計工具、仿真工具、電氣設計工具、以及嵌入式 GUI 工具等等。億道電子憑借多年的經驗積累，真正的幫助客戶實現了讓研發更簡單、更可靠、更高效的目標。歡迎關注“億道電子”公眾號了解更多研發工具軟件知識

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Ansys深化與微軟的合作助力擴展云端仿真解決方案

2023-02-20

Ansys借助部署在微軟Azure上的Ansys Access提高云端仿真解決方案的可用性主要亮點Ansys進一步加深與微軟的長期合作，以提高Ansys仿真解決方案和工具在微軟Azure云計算平臺上的可用性，使客戶能夠基于瀏覽器、隨時隨地進行訪問微軟Azure上的Ansys Access將為Ansys客戶帶來更多優勢，包括改進的、低成本云端HPC，為解決當前極具挑戰的工程難題提供所需的計算規模與微軟的深入合作可進一步助力Ansys實現其承諾，即在高級通信、電氣化和可持續性等領域提供簡單、基于云的先進仿真解決方案Ansys將進一步加深其與微軟的長期戰略合作，通過擴展對Ansys仿真解決方案和計算機輔助工程（CAE）工具的云端訪問，加速虛擬產品設計。接下來，Ansys將開發一種新產品，使客戶能夠通過登錄Azure賬號來啟動Ansys產品，并且更輕松地連接第三方工具。Ansys將擴展其與微軟的市場戰略，將其作為本次合作的重要組成部分，包括連接到物聯網的數字孿生、自動駕駛和飛行系統開發，以及使用仿真數據訓練人工智能/機器學習（AI/ML）系統。雙方客戶通過將產品遷移到云端，不僅可以提高生產力、降低內部技術成本，而且還能改進虛擬協作。部署在微軟Azure上的Ansys Access將成為Azure Marketplace提供的新產品，為Ansys目前的托管云解決方案Ansys Cloud Direct提供替代方案，后者也在Azure上運行。這款新產品將支持客戶使用其現有Ansys應用以及直接從微軟購買的Azure服務，從而節省成本、改進數據管理，并提高靈活性。通過在微軟Azure上Ansys當前的云解決方案中加入Ansys Access，客戶能夠選擇最有效的方法，以實現云端仿真為其公司帶來的優勢。Ansys借助部署在微軟Azure上的Ansys Access提高云端仿真解決方案的可用性除了云端協作，Ansys還致力于將Microsoft 365功能集成到其工程仿真工具環境中，幫助實現高度協作的產品設計流程。Ansys產品高級副總裁Shane Emswiler表示：“微軟Azure上的Ansys Access將通過提高生產力、提供更清晰的工作流程和更便捷地訪問基于云的CAE工具，為我們的客戶改進開發與設計流程。通過將Ansys行業領先的仿真解決方案與Azure相結合，客戶可以在虛擬環境中進行大規模創新，同時不會降低設計準確度或產品完整性。”微軟首席產品數據管理（PDM）經理Kurt Niebuhr指出：“我們與Ansys的持續合作將微軟Azure的云計算功能與Ansys的先進仿真解決方案結合起來，有利于在全球范圍內實現虛擬設計和創新。在比以往任何時候都更需要數字解決方案的時代，與Ansys的合作有助于我們為工程師和創新者提供基于云的工具，從而滿足并超越他們的需求。”（文章來源公眾號：Ansys）+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++關于億道電子億道電子技術有限公司（英文名稱：Emdoor Electronics Technology Co.,Ltd）是國內資深的研發工具軟件提供商，公司成立于 2002 年，面向中國廣大的制造業客戶提供研發、設計、管理過程中使用的各種軟件開發工具，致力于幫助客戶提高研發管理效率、縮短產品設計周期，提升產品可靠性。20 年來，先后與 Altium、ARM、Ansys、Minitab、Green Hills、EPLAN、QT、QA Systems、MicroFocus、Visu-IT、HighTec、PLS、Ashling、MSC Software 、Autodesk、Source Insight、TeamEDA、IncrediBuild、Adobe等多家全球知名公司建立戰略合作伙伴關系，并作為他們在中國區的主要分銷合作伙伴服務了數千家中國本土客戶，為客戶提供從芯片級開發工具、EDA 設計工具、軟件編譯以及測試工具、結構設計工具、仿真工具、電氣設計工具、以及嵌入式 GUI 工具等等。億道電子憑借多年的經驗積累，真正的幫助客戶實現了讓研發更簡單、更可靠、更高效的目標。歡迎關注“億道電子”公眾號了解更多研發工具軟件知識

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電磁場仿真 | ChatGPT請回答，我想和你聊聊

2023-02-17

作者：周小俠 | Ansys高級應用工程師"只有經過嚴酷的考驗，人類才能不斷前進，走向發展的高峰。危險的環境和危機感，才是驅使人類不斷進步、不斷征服新事物的根本動力。"——艾薩克·阿西莫夫編者按：人工智能/機器學習毫無疑問是 21 世紀最具顛覆性的技術之一，而近期一款對話式聊天機器人工具——ChatGPT徹底火出圈。一時間各行各業都在為它的出現暗潮涌動，爭相探索其應用場景：聊天、寫論文、寫文案、寫詩、敲代碼...你只要在對話框里輸入指令，ChatGPT就可以在幾秒內“交作業”，它可以根據人類對其對話響應的反饋再次進行訓練，使用基于人工智能的技術“創建新內容”。ChatGPT 憑實力出道，僅僅在2 個月內就達到了 1 億的用戶數量。Ansys作為工程仿真領域的領導者也是前沿實踐的先鋒，持續關注并投身研究 AI/ML 和仿真的應用，相關部門也已著手研究在仿真產品里結合ChatGPT。Ansys首席技術官Prith Banerjee表示開發人員可以借助ChatGPT 讓編程更快且更好，具有改善客戶端和開發人員效率以及與客戶交互的潛力，為客戶提供更多體驗和價值。網絡上不乏AI技術到底是會奪走我們的飯碗還是帶來新機遇的討論，我們能做到的是不要忽視新事物的出現和發展，在滾滾時代浪潮中找到自己的定位和賽道。你也可以試著與ChatGPT聊一聊，或許，你會有屬有自己的見解。以下由Ansys高級應用工程師周小俠帶來他的ChatGPT之電磁場仿真初體驗。最近引發熱潮的ChatGPT AI對話程序，是由OpenAI發布的大型語言模型，在各個領域都帶來了新思想新突破。那么，ChatGPT對于我們從事電磁場仿真工程師有什么樣的啟發呢？所以筆者嘗試和它聊了聊，我們一起來檢驗它的實力吧。電磁場仿真指北先來問問我們吃飯的工具有哪些？1. 業界主流的電磁場仿真軟件有哪些？常見的電磁場仿真軟件有：ANSYS HFSS， CST Studio Suite，COMSOL Multiphysics，NI AWR Design Environment，Keysight ADS， Altair Electromagnetic Professional， LAMBDA GnuEM， Remcom XFDTD，IntelliSuite， Ansoft Designer等。排第一個的就是大名鼎鼎的HFSS啊！傳說中它是電磁場仿真軟件的黃金標準，憑什么呢？2. 為什么說HFSS是電磁場仿真軟件的Golden？HFSS是High Frequency Structure Simulator的縮寫，是電磁場仿真軟件的佼佼者。其原因有以下幾點：功能強大：HFSS支持多種電磁場仿真方法，如有限元法，有限差分法等，可以模擬各種復雜的電磁場環境。精度高：HFSS仿真精度高，可以提供準確的結果，幫助工程師進行有效的設計決策。易于使用：HFSS具有友好的圖形界面和易于使用的工具，使用戶能夠快速模擬和分析電磁場。生態系統完善：HFSS與其他電磁場仿真軟件，如Icepak，以及CAD工具，如Pro/Engineer等的集成使得它在電磁場仿真領域的生態系統十分完善。因此，HFSS被譽為電磁場仿真軟件的Golden，是行業內的領先產品。Ansys HFSS果然是業界老將，黃金標準名副其實。不過當今的信號頻率越來越高，規模越來越大，HFSS是否會固步自封，躺在過去的榮耀上吃老本呢？我們來看看ChatGPT的見解~3. HFSS目前有些什么特性，能提高高速仿真的速度和精度？HFSS作為一款高級電磁場仿真軟件，具有以下特性，以提高高速仿真的速度和精度：多物理場耦合：HFSS支持多物理場耦合，如電磁場、熱場、力學場等，以更好地模擬真實情況。多尺度分析：HFSS支持多尺度分析，以適用于不同尺度的仿真，提高仿真精度。多頻域分析：HFSS支持多頻域分析，以適用于不同頻率的仿真，提高仿真精度。高效算法：HFSS采用了高效的計算算法，如有限元法、有限差分法等，以提高仿真速度。并行計算：HFSS支持并行計算，以利用多核計算機的強大計算能力，提高仿真速度。先進的剖分技術：HFSS采用了先進的剖分技術，以提高仿真精度和效率。通過這些特性，HFSS能夠在保證仿真精度的同時提高仿真速度，為用戶提供高效精準的電磁場仿真解決方案。ChatGPT該不會在Ansys臥底吧，確實都說到了重點：多物理場是Ansys的獨門絕技；多尺度不是這兩年大火的網格融合（Mesh Fusion）核聚變嗎？多頻域則是寬帶快速掃頻；還有Phi+這個快速仿真層疊結構+3D結構的黑科技，把網格剖分做到了極致。果然是老當益壯，愈久彌新！熱門行業應用毋庸置疑，當下最熱門行業都離不開兩個關鍵詞：AI和芯片，這就來問問AI芯片設計需要注意哪些？4. AI芯片設計的要點有哪些？在AI芯片設計中，需要考慮以下幾個關鍵點：功耗和性能優化熱管理高速低功耗信號完整性電磁兼容性 (EMC) 和電磁干擾 (EMI) 管理電路和系統級優化和驗證可靠性和長壽命與其他系統組件的集成成本效益和生產可行性符合行業標準和法規。1和2就是功耗和熱，很顯然熱對AI芯片很關鍵。眾所周知，電產生熱，電-熱仿真已經很成熟。但熱對電的影響，特別是對高速信號的影響，就少有人考慮了。來看ChatGPT如何回應？5. 在仿真大功率AI芯片的高速電路時時，如何考慮溫度對信號S參數的影響？在仿真大功率 AI 芯片的高速電路時，溫度對信號 S 參數的影響需要通過電熱耦合仿真來考慮。這需要使用電子產品熱分析軟件（如 Icepak）來預測熱源的分布，并將熱效應與電磁場仿真（如 HFSS）相結合。在考慮溫度效應時，還需要考慮芯片結構，材料性質和制造工藝等因素，以確保仿真結果的準確性。總體來看，這次ChatGPT拿捏了這種場景下的基本步驟，而實際操作時會涉及更多細節，具體操作流程（教程、flow文檔）直接找Ansys工程師就可以拿到。現在，我們來看一看ChatGPT的場景實戰，它將如何應對？手把手實操6. 同時仿真PCB + PKG + Interposer時，網格剖分跨了三個維度，有什么技術能很好的處理嗎？當仿真 PCB + PKG + Interposer 時，網格剖分跨了三個維度，這需要使用能夠處理復雜電磁場結構的軟件來解決。HFSS 電磁場仿真軟件具有網格融合（Mesh Fusion）技術，可以很好地處理這種情況，并且在保證仿真精度的同時加速仿真運算。在使用網格融合技術時，仍需要考慮許多因素，如設計布局、電學要求和計算資源等，以確保仿真結果的準確性。另外，我們的客戶經常會碰到的問題是掃頻失敗，而通常系統提示只是讓咨詢Ansys Support技術支持團隊。7. HFSS仿真時，提示掃頻失敗：“Sweep failed” ，有什么可能的原因？"Sweep failed" 是HFSS掃頻失敗的錯誤提示。這個錯誤可能由以下原因導致：網格問題：網格不足夠細，或者在網格細化的過程中出現了問題。計算頻率范圍的問題：設置的頻率范圍不合理，例如計算頻率過高。模擬參數設置問題：在HFSS中的仿真參數設置不當，如基準面等。計算機硬件問題：硬件配置不足，如內存，硬盤空間不足。如果遇到這樣的問題，可以考慮以上因素，并通過檢查仿真參數，網格和計算機硬件等來修復錯誤。這個回答非常完整貼心了，用戶基本上可以按圖索驥，就能找到錯誤原因。沒想到ChatGPT也是售后技術支持的最佳擔當啊，智能FAQ認證√現在網絡上不斷有人對ChatGPT的代碼能力進行驗證，并例證其功能的強大。這不，手上正好有個SIwave后處理的問題：想把一溜下來的結果數據轉換為Pin Map的矩陣形式。來看看ChatGPT交的作業8. SIwave仿真得出的Pin電流數據為*.csv格式，其中第一列為Via名字，第三列為電流值，第四列為Pin的X坐標，第五列為Y坐標。請用Python生成程序，生成一個Pin Map形式的*.csv文件。即左邊為Pin名字的矩陣，按照其X和Y坐標排列。右邊為電流值的矩陣，也按照其X和Y坐標排列。這段代碼先使用csv模塊讀取原始的*.csv文件，然后使用sorted函數將每一行的數據按照X坐標和Y坐標的值進行排序。接下來，使用列表推導式分別獲取Pin名字和電流值。最后，使用csv模塊寫入新的*.csv文件，并且按照排序后的順序寫入Pin名字和電流值。由此看來ChatGPT已經把基本邏輯和實現方法給出了，所以我們只需要把這個代碼略微修改，就能實現我們的目的。職業規劃另外，當前正處于畢業季，如果你是一名電磁場專業的學生，想要找尋一個最熱門的就業方向，或許你可以通過ChatGPT找找答案~9. 請列出適合電磁場專業畢業生，最熱門的幾個行業。作為一名電磁場專業的畢業生，我認為適合我們的行業包括：通信和電子行業：包括5G技術、服務器、移動設備等。汽車電子行業：包括自動駕駛技術、電動汽車等。電力和能源行業：包括電力系統設計、風能和太陽能發電等。醫療器械和生物技術行業：包括醫療儀器、生物傳感器等。航空航天和國防行業：包括飛機設計、衛星技術等。嗯回答得不錯，基本上都涵蓋了。如今智能駕駛領域也非常熱門，進入汽車芯片行業或許是個不錯的選擇，那它對技能有哪些要求呢？10. 一個電磁場專業的畢業生，需要具備哪些技能，才能進入汽車芯片行業？ 如果要進入汽車芯片行業，作為電磁場專業的畢業生，我認為您需要具備以下技能：電磁場理論：對電磁場的基本原理和方程有深入的了解。電磁仿真技能：熟練操作電磁場仿真軟件，如HFSS。電熱耦合仿真技能：掌握電子產品熱分析軟件，如Icepak。汽車電子知識：對汽車電子系統的基本原理和設計有扎實的了解。團隊合作能力：能夠與其他工程師和專業人員合作，以完成復雜的項目。學習能力：能夠不斷學習和提高自己的技能，適應行業的變化和發展。沒錯，HFSS在電磁場行業大名鼎鼎，一直也被稱為是業界的黃金標準。對電磁場專業學生來說，學會HFSS走遍天下都不怕。希望各位同學能夠掌握扎實的理論知識，持續修煉自己的各項技能，找到理想的工作。本次評估到此結束，以上是筆者初試ChatGPT的一些體驗，供參考。這也讓我不禁想起ChatGPT曾經說過：AI will not replace you. A person who's using AI will replace you，希望大家可以在實際工作學習中嘗試探索更多電磁仿真領域的不同解，期待廣大用戶發掘出ChatGPT在電磁場仿真方面的妙招。本文由ChatGPT撰寫，感謝人類。（文章來源公眾號：Ansys）+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++關于億道電子億道電子技術有限公司（英文名稱：Emdoor Electronics Technology Co.,Ltd）是國內資深的研發工具軟件提供商，公司成立于 2002 年，面向中國廣大的制造業客戶提供研發、設計、管理過程中使用的各種軟件開發工具，致力于幫助客戶提高研發管理效率、縮短產品設計周期，提升產品可靠性。20 年來，先后與 Altium、ARM、Ansys、Minitab、Green Hills、EPLAN、QT、QA Systems、MicroFocus、Visu-IT、HighTec、PLS、Ashling、MSC Software 、Autodesk、Source Insight、TeamEDA、IncrediBuild、Adobe等多家全球知名公司建立戰略合作伙伴關系，并作為他們在中國區的主要分銷合作伙伴服務了數千家中國本土客戶，為客戶提供從芯片級開發工具、EDA 設計工具、軟件編譯以及測試工具、結構設計工具、仿真工具、電氣設計工具、以及嵌入式 GUI 工具等等。億道電子憑借多年的經驗積累，真正的幫助客戶實現了讓研發更簡單、更可靠、更高效的目標。歡迎關注“億道電子”公眾號了解更多研發工具軟件知識

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綠色照明 | 垂直農場即將空降您身邊的門店

2023-02-16

本文原載于Ansys Advantage：《Vertical Farming is Coming to a Store Near You》水果和蔬菜攝入不足已成為威脅當今人類健康的十大危害因素之一。每天攝入適量的水果和蔬菜有助于預防多種重大疾病，可以確保多種微量元素和纖維的充分攝入，有助于取代富含飽和脂肪、糖分與鹽分的食物。多吃農產品對健康的好處是毋庸置疑的，但古語有云“奏庶鮮食”，是什么意思呢？即食用當地種植的水果和蔬菜有明顯的優勢，水果和蔬菜采摘后越早食用好處越大，因為蔬菜從采收的那一刻起就開始進入營養流失的階段。此外，本地種植和銷售的農產品，到達消費者端的運輸時間最短，就也減少了交通工具的污染排放。在不久的將來，即使是沒有菜園的城市居民，也可以親手采摘新鮮的西紅柿或是生長中的生菜。室內農場，甚至店內農場，正在不斷滿足我們就近消費蔬菜的需求。而半自動垂直農場，拉近了食品產地與消費者的距離，并能夠提供新鮮、健康的食品。垂直農場采用特種LED燈等先進技術幫助蔬菜生長，仿真技術則能夠助力室內農場照明設計優化，打造出早收、高產的種植環境。垂直農業照明挑戰設計店內垂直農場的工程師必須考慮許多光學因素。首先，對于某些特定農作物的植株行，務必要確保適當的照度值。不同的農作物生長所需的光照量不同，而且同樣的農作物在生長周期的不同階段，所需的光照量也可能會有所不同。確保所有植株行的光照均勻性也很重要，這樣，所有的種子才能以相同的速度生長。經優化的光照環境可減輕生產過程中的田間管理負擔，并支持種植戶根據需要安排采收時機。同樣，在光譜方面，農作物的生長并不需要所有波長的自然光。農作物對紅色和藍色波段光照的反應最好，因此，模仿陽光的傳統燈具其實產生了不必要的能耗。縝密的光學設計有助于優化LED燈照明，只針對必要的波長投入能耗，有助于節能減排。最后，還應該最大限度地增加農作物吸收的光照量。農作物反射的光越少，它們生長得就越快，也就有助于降低能耗。仿真推進垂直農場發展LED燈是用于在室內農作物照明最高效且最為方便易用的方式。它們消耗的能量低，產生的熱量少，并且可優化光照顏色以促進農作物生長。為了展示如何使用Ansys SPEOS設計農作物生長LED燈陣列解決方案和仿真室內農場，我們設計了一個具有 90個LED燈的通用燈陣列。根據文獻資料，漫射紫色光譜（不含綠光）最適合農作物生長。農作物會反射大部分綠色可見光并吸收其余光譜。因此，我們構建的照明陣列包含45個藍色光譜的LED燈和45個紅色光譜的LED燈，結合形成紫色光譜。垂直農場等距視圖（左）和側視圖（右）照度傳感器（左）和3D吸收（右）揭示出設計中有待改進的短板我們首先在農場中設計種植了八行生菜植株，每行15株。每行由我們構建的三個紫色光譜光陣列照明。為了分析生菜的光學特性（光吸收和反射），我們使用Ansys的Portable Optical Measurement Device (OMD)對葉片樣本進行觀測。然后，將得到的雙向反射分布函數(BRDF)應用于設計中的所有生菜植株。之后，我們使用光仿真來測量和可視化照度均勻性，以及蔬菜對光的吸收。我們發現整行的照度呈不均勻分布。然后，我們對 LED燈陣列的位置、LED燈光譜和垂直農場圍擋的材料進行迭代，以生成最有效的解決方案。垂直農業仿真結果照亮開發前路我們使燈具的間距更加均勻，并在LED燈陣列和生菜植株之間留出更多空間。此外，還將側方和后方的材料從透明材料（吸收）改為白色材料（漫射）。垂直農場正面的材料保持透明，便于消費者選購農產品。后續的仿真結果顯示，照射生菜植株的光分布更加均勻，產生的光吸收也更均勻。我們發現，前方和后方的生菜植株的光照略弱，因此它們的長勢可能不如中間的生菜植株。由于仿真結果非常直觀，因此很容易確定垂直農場設計需要改進的地方。對于前方的生菜植株，一種可能的方法是，在前方玻璃的內表面覆涂上一層部分反射涂層，以反射更多的光線。優化后的系統就可以確保最佳產量和最佳能耗。店內直產的垂直農業，正逐漸成為主流。光學仿真有助于量化和展示垂直農場的效益，例如消耗更少的能源和水，以及支持特定作物的小批量種植，從而減少糧食浪費。（文章來源公眾號：Ansys）+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++關于億道電子億道電子技術有限公司（英文名稱：Emdoor Electronics Technology Co.,Ltd）是國內資深的研發工具軟件提供商，公司成立于 2002 年，面向中國廣大的制造業客戶提供研發、設計、管理過程中使用的各種軟件開發工具，致力于幫助客戶提高研發管理效率、縮短產品設計周期，提升產品可靠性。20 年來，先后與 Altium、ARM、Ansys、Minitab、Green Hills、EPLAN、QT、QA Systems、MicroFocus、Visu-IT、HighTec、PLS、Ashling、MSC Software 、Autodesk、Source Insight、TeamEDA、IncrediBuild、Adobe等多家全球知名公司建立戰略合作伙伴關系，并作為他們在中國區的主要分銷合作伙伴服務了數千家中國本土客戶，為客戶提供從芯片級開發工具、EDA 設計工具、軟件編譯以及測試工具、結構設計工具、仿真工具、電氣設計工具、以及嵌入式 GUI 工具等等。億道電子憑借多年的經驗積累，真正的幫助客戶實現了讓研發更簡單、更可靠、更高效的目標。歡迎關注“億道電子”公眾號了解更多研發工具軟件知識

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MBSE助力提升自動駕駛汽車的功能安全與信息安全

2023-02-15

本文原刊登于Ansys Blog：《MBSE Enhances the Safety and Cybersecurity of Autonomous Vehicles》作者：Tim Palucka | Ansys Advantage總編輯隨著配備高級駕駛輔助系統（ADAS）的汽車不斷更新升級，以及業界致力于生產能夠在道路上相互通信的全自動駕駛汽車（AV），這就使得汽車系統將變得更加龐大而且復雜。與此同時，它要求汽車系統設計具有更高的安全性與保密性。然而，安全性與保密性這兩個需求有時候會產生沖突。為了提高車輛的安全性，需要額外的組件來監控車輛的運行，但由于這些組件可能會提供新的攻擊點，這使得黑客有機會訪問控制系統與軟件，因此這可能會降低車輛的信息安全。為了支持此類大型復雜系統的開發并且為汽車系統設計提供魯棒性的開發框架，日本日立工業與控制解決方案有限公司（Hitachi Industry & Control Solutions）在2019年成立了一個名為MBSE設計實驗室（MBSE Design Lab）的專職部門。2022年10月，該部門經過規模擴張并更名為MBSE設計中心（MBSE Design Center）。這個基于模型的系統工程（MBSE）設計中心將Ansys SCADE嵌入式軟件和Ansys medini analyze功能安全與信息安全仿真軟件作為其汽車設計方法中安全與保密的關鍵要素。在支持汽車原始制造商(OEM)與一級供應商(Tier 1)設計和開發自動駕駛、汽車信息娛樂以及汽車控制系統的過程中，日立工業與控制解決方案公司通過MBSE設計中心實施功能安全與信息安全管理策略。從功能角度來看，Ansys SCADE Architect適用于通過逐步迭代內部細節來進行架構設計；Ansys medini analyze能夠在一個通用模型上開展兩種分析——功能安全分析與信息安全分析。日立工業與控制解決方案公司MBSE設計中心總經理Takeo Hashimoto表示：“我們相信Ansys仿真工具與MBSE的集成使我們能夠了解整個設計流程，從而可以降低開發成本，提高工程效率，推動創新和設計出極具競爭力的產品。”日立工業與控制解決方案公司采用Ansys解決方案管理汽車功能安全與信息安全的流程圖創建MBSE解決方案在過去的10年里，日立工業與控制解決方案公司的開發方式經歷了從傳統設計到系統工程，最后到MBSE的轉變。在此之前，汽車行業的開發工作變得越來越龐大而復雜，從而導致客戶的汽車開發現場問題頻發。Hashimoto表示：“開發現場在驗證流程中經歷了大量返工，而這些問題已經無法通過傳統的開發方法解決。我們花費了大量時間來研究，如何處理相關需求，以及如何有效使用現有資產來解決上游流程的文檔不足問題，因為文檔是驗證流程的基礎所在。”在經過詳細研究后，我們得出了結論：系統工程才是問題的解決方案。根據國際系統工程協會（International Council on Systems Engineering，簡稱INCOSE）的定義，系統工程是“利用系統原理與概念，以及科學、技術與管理方法使工程系統順利實施、使用和停止運行的跨學科綜合方法。具體而言，它專注于在開發周期的早期階段制定、平衡和整合利益相關方的目標、方向與成功標準，以及定義實際或預期的客戶需求、運營概念與所需功能。”Hashimoto表示：“但是，當時在日本關于系統工程的文獻少之甚少。在日本多所創新高校的幫助下，并根據INCOSE提供的海外文獻資料，我們通過反復的試錯逐步開發了系統工程。我們可以稱得上是日本系統工程實踐的開拓者。”即使實施了系統工程，當開展上游流程的需求分析與架構設計時，設計信息變得極為龐雜，而傳統的基于紙張的系統工程開發方式遭遇了新的挑戰，即很難在開發與管理的同時保持整體一致性與完整性。日立工業與控制解決方案公司很快就轉向MBSE，INCOSE把它定義為“從概念設計階段開始、一直持續到整個開發與生命周期后期階段、以用于支持系統需求、設計、分析、驗證與確認活動的形式化建模應用。”實際上，通過引入MBSE（即利用可以表示系統多層次需求和功能之間關系的系統模型），不僅有利于包括工程師在內的利益相關方達成共識，而且能夠在開發與管理大型復雜系統的同時保持整體一致性與完整性。日立工業與控制解決方案公司MBSE的三大軸心把仿真融入MBSE流程利用MBSE，工程師能夠輕松地在產品開發流程的早期階段頻繁分析與仿真，以便確認相關需求，同時對多種設計備選方案進行審核，以避免花費資金來開發最終無法滿足需求的原型。日立工業與控制解決方案公司的工程團隊花費了一些時間，來確定把Ansys仿真解決方案集成到產品開發流程的最佳方式。如果不進行這種集成，工程師就無法驗證需求，而且也無法全面評估性能、成本與風險權衡因素。如前所述，在安全性設計中，標準做法是設計外部組件來監控組件故障。這樣可以確保檢測出由組件故障引起的異常情況。然而，在安全保障設計中，這種外部組件也會成為攻擊的切入點，從而產生保密風險。解決這些相互沖突對安全和保密來說是非常關鍵的。Hashimoto表示：“Ansys仿真解決方案對可視化相互沖突的功能安全需求與信息安全需求結構以及確保它們的可追溯性起到非常大的作用，因為它們能夠從不同角度集中管理需求與設計模型，同時提供完整流程的概況。”日立工業與控制解決方案公司的工程師采用medini analyze集成和分析統一架構，以便他們在功能安全與信息安全方面實現最佳設計。此外，他們還在相關項定義(Item Definition)流程中采用SCADE Architect，其可以在安全與保密范圍內逐步實現架構的詳細設計。然后，相關架構可以導入到medini analyze中，從而最終可以消除分析目標與分析粒度的不一致性。Hashimoto表示：“我們認為，仿真軟件產品之間的這種協作正是使用Ansys工具的最大優勢。”基于Ansys SCADE Architect的MBSE方法可以從眾多方面構建整個系統，以便專家們可以在不同功能安全與信息安全領域達成共識，從而有助于實現最佳的架構解決方案。Hashimoto表示：“從工程公司的角度來看，如果開發現場由于開發大型復雜系統遇到了麻煩，引入MBSE方法可以提高項目效率。因為該方法使現場能夠處理需要滿足的需求以及明確系統開發目標，從而將設計與開發活動區分開。我們認為這就是我們工程公司的投資回報。”利用系統工程與MBSE方法，日立工業與控制解決方案公司在過去10年里已經參與了13家公司的35個項目。憑借Ansys仿真解決方案，他們希望能在未來10年實現項目參與數量的大幅提高。Hashimoto表示：“我們將會在整個產品生命周期為整個工作場所提供更大的價值。利用Ansys工具以及日立工業與控制解決方案公司的MBSE工程方法，我們將大力支持汽車行業的自動駕駛開發工作，同時以更緊密的方式幫助客戶解決生產制造問題。”（文章來源公眾號：Ansys）+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++關于億道電子億道電子技術有限公司（英文名稱：Emdoor Electronics Technology Co.,Ltd）是國內資深的研發工具軟件提供商，公司成立于 2002 年，面向中國廣大的制造業客戶提供研發、設計、管理過程中使用的各種軟件開發工具，致力于幫助客戶提高研發管理效率、縮短產品設計周期，提升產品可靠性。20 年來，先后與 Altium、ARM、Ansys、Minitab、Green Hills、EPLAN、QT、QA Systems、MicroFocus、Visu-IT、HighTec、PLS、Ashling、MSC Software 、Autodesk、Source Insight、TeamEDA、IncrediBuild、Adobe等多家全球知名公司建立戰略合作伙伴關系，并作為他們在中國區的主要分銷合作伙伴服務了數千家中國本土客戶，為客戶提供從芯片級開發工具、EDA 設計工具、軟件編譯以及測試工具、結構設計工具、仿真工具、電氣設計工具、以及嵌入式 GUI 工具等等。億道電子憑借多年的經驗積累，真正的幫助客戶實現了讓研發更簡單、更可靠、更高效的目標。歡迎關注“億道電子”公眾號了解更多研發工具軟件知識

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Ansys 2023 R1 新版本正式發布

2023-02-14

Ansys發布的新功能讓產品研發團隊事半功倍，將助力各行業客戶在產品設計和工程領域大獲成功。主要亮點憑借最新推出的Ansys 2023 R1版本，工程師可通過全新的云端選項和多個圖形處理器（GPU）的優化使用，以過去難以企及的速度仿真更復雜的產品通過支持協作式、基于模型的系統工程（MBSE）工作流程，新版本有助于充分發揮仿真的優勢人工智能/機器學習（AI/ML）以及其他先進技術的擴展集成可提高效率并改善用戶體驗Ansys 2023 R1新版本中的軟件和服務改進囊括并增強了眾多工程仿真功能，旨在為多學科工程和研發團隊提供可觀的優勢。Ansys 2023 R1展現性能改進、跨學科工作流程集成和創新功能等優勢，使企業在面對復雜性和集成挑戰時輕松應對，加速設計新一代突破性產品。Ansys產品副總裁Shane Emswiler表示：“仿真讓設計團隊能夠快速、自信地制定決策，以幫助企業奠定市場領先地位，從而朝著正確方向篤定前行。我們的最新技術發展通過更高的精度、簡化的工作流程和云端可擴展性能夠幫助工程師獲得更大的成功。”增強仿真性能結構產品組合推出新的特性和功能，支持用戶執行更準確可靠、更高效和可定制的仿真分析。例如，憑借Ansys? Mechanical?中的新功能，用戶能夠利用AI/ML來確定運行仿真所需的計算資源和時間。此外，Ansys 2023 R1還借助高性能計算（HPC）突破硬件容量限制，并采用基于GPU的增強型求解器算法，使用戶能夠更高效地運行大型高保真度仿真。Ansys? Fluent?計算流體動力學（CFD）軟件中完整發布的多GPU求解器功能，能夠為廣泛的應用充分發揮多個GPU的強大功能，從而顯著減少求解時間和總功耗。此次完整發布版本增加了對組分輸運、非剛性（non-stiff）反應流以及大渦仿真（LES）增強數值計算的支持。由AWS提供支持的Ansys Gateway，使開發人員、設計人員和工程師能夠隨時隨地，在幾乎任何設備上通過Web瀏覽器管理其完整的Ansys仿真和計算機輔助設計工程（CAD/CAE）項目。新版本不僅有助于設計團隊快速創建或調整虛擬機和HPC集群規模，而且還能夠通過AWS云端訂閱和靈活的單點登錄SSO功能簡化團隊對企業云環境的訪問。Ansys 2023 R1版本更新中，包括在Ansys Fluent中完整發布面向各種應用的多GPU求解器功能（如圖）工作流程集成與自動化此外，Ansys 2023 R1還基于材料、仿真流程和數據管理（SPDM）、優化以及MBSE功能，通過支持智能工作流程自動化和協作來提高工程效率。Ansys Connect產品組合進一步改善用戶體驗，提供新集成特性和易用的功能，更加輕松地支持最新流程、工具和數據互聯互通，為不同的工程團隊協作帶來更多便利。日立工業與控制解決方案公司MBSE設計中心總經理Takeo Hashimoto指出：“我們相信Ansys仿真工具與MBSE的集成，能夠使我們了解整個設計流程，從而降低開發成本，提高工程效率，促進創新和設計出極具競爭力的產品。利用Ansys工具以及日立工業與控制解決方案公司MBSE工程方法，我們將大力支持汽車行業的自動駕駛開發工作，同時以更緊密的方式幫助客戶解決生產制造問題。”工程師還可以通過Ansys? optiSLang?“一鍵式”仿真工具鏈優化來提高效率，以執行設計研究，從而快速探索最佳設計。這些相同的優化算法可用于在Ansys ModelCenter中開展面向MBSE的權衡研究。此外，Fluent用戶還可以使用來自optiSLang的優化功能，以及使用Ansys Minerva的SPDM解決方案進行更智能的協作和數據管理。在整個產品開發流程中銳意創新在半導體領域，Ansys憑借同樣應用在臺積電3Dblox Reference Flow中的Ansys? RedHawk-SC?和RedHawk-SC?Electrothermal，以有力支持電源完整性、信號完整性和熱可靠性簽核工作，從而將繼續保持3D-IC多物理場領域的領先地位。RedHawk-SC Electrothermal中全新的熱分析方法只需占用以往一半的內存，即可更高效地處理復雜的設計。Ansys? PowerArtist?進行了RTL功耗預測分析特性更新，可實現全新水平的性能和預測準確性。新版本RedHawk-SC的數據庫規模縮小30%，瞬態仿真求解速度提升了兩倍，工程師能夠更高效地解決復雜的設計問題。Ansys??Granta?目前可在云端提供材料生態數據和工具，有助于優化材料選擇，以獲得更低成本、更具可持續性的產品。在Ansys電子產品組合中，用戶可以通過并行調整單個3D組件單元來加速有限大陣列天線的仿真。這項卓越的技術在業界無人能及，并將為面向衛星通信、汽車雷達和航空航天應用設計天線的企業提供支持。Kymeta工程副總裁Paul Klassen表示：“Kymeta致力于全球衛星和蜂窩寬帶通信領域的產品開發，我們力求打造振奮人心的創新產品，而Ansys在幫助引入從微電子到熱機械結構的新型天線和機械硬件技術方面發揮著關鍵作用。我們使用Mechanical、Fluent和HFSS中的豐富工具集來探索最佳設計，并且正在將Granta和Sherlock集成到我們的產品開發流程中，同時針對工業、商業和消費類應用中惡劣的振動和熱環境進行優化設計。”（文章來源公眾號：Ansys）+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++關于億道電子億道電子技術有限公司（英文名稱：Emdoor Electronics Technology Co.,Ltd）是國內資深的研發工具軟件提供商，公司成立于 2002 年，面向中國廣大的制造業客戶提供研發、設計、管理過程中使用的各種軟件開發工具，致力于幫助客戶提高研發管理效率、縮短產品設計周期，提升產品可靠性。20 年來，先后與 Altium、ARM、Ansys、Minitab、Green Hills、EPLAN、QT、QA Systems、MicroFocus、Visu-IT、HighTec、PLS、Ashling、MSC Software 、Autodesk、Source Insight、TeamEDA、IncrediBuild、Adobe等多家全球知名公司建立戰略合作伙伴關系，并作為他們在中國區的主要分銷合作伙伴服務了數千家中國本土客戶，為客戶提供從芯片級開發工具、EDA 設計工具、軟件編譯以及測試工具、結構設計工具、仿真工具、電氣設計工具、以及嵌入式 GUI 工具等等。億道電子憑借多年的經驗積累，真正的幫助客戶實現了讓研發更簡單、更可靠、更高效的目標。歡迎關注“億道電子”公眾號了解更多研發工具軟件知識

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