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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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仿真技術推動更安全的自動駕駛汽車持續發展

2023-02-13

本文原刊登于Ansys Blog：《How Simulation Drives the Top Automotive Trends: Autonomous Vehicles》作者：Kim Woodham | Ansys 行業市場經理Laura Carter | Ansys 高級市場傳播撰稿人如今距離自動駕駛車輛的普及還有很長一段路，而我們中的大部分人也不急于放棄對方向盤的掌控。近期美國汽車協會的一項調研顯示，與開發全自動駕駛體驗相比，大部分用戶更樂于看到對現有駕駛輔助系統的改進。事實上，85%的受訪者表示對自動駕駛技術感到擔憂或感覺沒有把握。不過，原始設備制造商（OEM）仍在持續推進自動駕駛汽車（AV）技術的發展，并進一步拓展高級駕駛輔助系統（ADAS）的優勢，未來將有望通過更加成熟的自動駕駛技術實現此類優勢。由于能夠避免駕駛者人工操作失誤的弊端，自動駕駛可以為所有乘客（以及駕駛途中遇到的行人）帶來變革性的安全水平。它們還有助于提高交通技術的普惠性，改善空氣質量，并可結合周密的城市規劃，減少交通堵塞，造就更加環保的城市環境。借助仿真有望實現更安全的汽車自動駕駛當然，自動駕駛技術的優勢存在一大假設，即消除駕駛過程中的人為因素就能夠從根源上消除大部分交通事故。雖然這種說法在一定程度上沒錯，但實現安全性取決于無人駕駛技術本身能夠發揮預期表現。確保自動駕駛系統的技術安全性需要借助仿真進行大量測試與驗證。Ansys自動駕駛汽車業務拓展兼學科專家Gilles Gallee表示：“采用自動駕駛技術基本上能夠減少對駕駛產生不利影響的所有人為因素。因此，為了消除這些風險因素，在完全接納自動駕駛汽車之前，我們必須能以高置信度驗證自動駕駛比人工駕駛更加安全這一結論。在我們推進各級自動駕駛水平的過程中，原始設備制造商面臨的主要問題在于如何提高技術的安全性，以及如何向相關監管機構證明自動駕駛實際上比人工駕駛更安全。”在自動駕駛技術領域，OEM無法僅憑測試就重現安全性能。獲得許可所需的方法節點或法規體系、方法與程序皆基于國際標準化組織（ISO）制訂的標準。因此，獲得ISO認證屬于OEM的關鍵要務，因為有關標準規定了充分證明安全性水平需采用的方法。這意味著OEM必須采用預期功能安全（SOTIF）場景，并應用特定測試方法來證明其系統安全性。SOTIF（ISO PAS/21448）是專為解決汽車軟件開發人員面臨的自動與半自動駕駛汽車安全難題而開發。與開展大量難以實現的物理測試相比，仿真是可驗證AV系統安全性的唯一低成本且快速的方法。Gallee指出：“功能安全性的關鍵在于降低由軟件、硬件與傳感器失效等系統故障造成的風險，除了功能安全性，SOTIF還致力于開發正確的態勢感知，以確保安全。”Ansys medini analyze安全分析軟件為Ansys生態系統提供了功能安全性基準。medini analyze可以提供基于模型的系統方法和方式，以支持在該領域成功開展安全性分析。為了解決大量驗證工作帶來的問題，Ansys還提供了與medini analyze并行運行的仿真工具鏈。該工具鏈將大規模仿真與統計和場景分析相結合。它包含Ansys AVxcelerate Sensors，可通過虛擬傳感器仿真真實場景中的傳感器感知與行為能力，另外還包含Ansys optiSLang，其可以提供高效的可靠性分析與基于場景的驗證。為展示這些功能的表現，Gallee的團隊在去年12月提議奔馳公司采用optiSLang，最終成功地向德國監管機構展示了有關安全性，奠定了梅賽德斯·奔馳2022 S級全球首款L3自動駕駛汽車的地位。上面高亮顯示的黃色欄說明原始設備制造商在全自動駕駛方面取得的進展。目前他們正在開發介于L3與L4之間的解決方案；不過，他們會繼續深入探索L2與L3領域。就L3級而言，安全責任開始從駕駛員轉移到OEM。安全性無疑是OEM考慮的最重要主題，尤其是在開發首批L3級自動駕駛汽車方面，它們代表了汽車行業的重大技術變革。L3是一個重要里程碑的原因在于它標志著首個自動化功能的誕生，其中OEM認同在車輛運行方面承擔全部責任。另外，在系統完全運行的情況下，OEM需要對其發生的事故承擔責任，因此，這標志著汽車制造商責任的重大轉變。Gallee表示：“梅賽德斯·奔馳成功實現L3級自動駕駛事實上是市場的模板。同時，我們還與寶馬公司合作實施工具鏈，目的是在實際安全性分析之前證明自動駕駛汽車的安全性。在不遠的將來，相信其它OEM肯定會采用這些經過驗證的方法，尤其是相關的仿真方法。”利用行為預測與目標檢測功能感知不明顯對象自動駕駛的兩大要素是行為預測與3D目標檢測。這兩個方面都涉及傳感器與感知軟件。這些功能目的在于通過感知運動車輛周邊行人行為以及車內駕駛員疲勞或疏忽而減少事故。順利實現這些功能基本都需要采用經人工智能（AI）強化的高級識別技術。在當前環境中，所謂的L3級自動駕駛，主要是指最高速度約為每小時40英里（每小時60公里）的自動駕駛汽車行為。速度超過每小時40英里必然會提高風險，從而導致精度要求提高，同時需要加大預測技術的投入，如：行人、動物與障礙物探測。Gallee表示：“盡管L3自動駕駛的應用樹立了業界的里程碑，與將來的趨勢相比，還是有其局限性。它的局限性一方面來自與感知技術關聯的需求。當今傳感器精度或可靠性不足以支持高級預測，因此，新一代技術將涉及在更快速度場景下實現更優化的性能。”為了支持這方面的計劃，OEM和汽車供應商正在提高傳感技術在整體性能方面的準確性。有關監管部門也期望此類發展能有所建樹，以支持駕駛員監控系統的實現，這無疑會給感知技術、基于AI的機器學習以及攝像頭開發帶來巨大壓力。我們需要實現何種水平的準確性和傳感器性能還有待觀察。為確保AV的安全性與長期可靠性，OEM需要在早期階段對感知技術進行評估。這最終將需要更多的傳感器與場景仿真，進而助力推進測試與開發目標。Ansys仿真包括熱成像攝像頭等各類傳感器的獨特功能，將在其開發目標過程中發揮重要作用。利用無人駕駛實現無人配送展望未來，成熟的全自動駕駛技術趨勢的第一步是網約車服務，包括“自動駕駛出租車”服務，又稱為最后一英里配送。一般情況下這種應用涉及通過自動駕駛車隊從附近店面交付物資與服務 - 通過網約車企業在市區應用環境提供全面實現L4或L5自動駕駛水平的服務。在特定場景下，通過結合高級AI算法和人類輔助超高速遠程操作可以實現妥善交付。Gallee表示：“這方面的挑戰涉及地圖功能與可靠性以及城區衛星信號覆蓋，這有可能導致道路定位不準，大都通常會受建筑物與其它一些干擾點影響。” 這一點是我們許多客戶議題的核心，這也影響了我們助力客戶的長遠數字化舉措的實施。”為了推進這項任務，仍有幾個問題有待解決：我們如何確保這項任務在更加復雜的道路環境中取得成功？在沒有天線、GPS或者衛星導航情況下，配送車輛必須通過隧道或者必須進入地下停車場時會發生什么？這種復雜度需要更加先進的仿真以及相關AI功能。由Ansys仿真軟件提供支持的無人駕駛貨運與交通運輸解決方案提供商EasyMile已經在這種模式下開始運營。攜手Ansys為更先進的自動駕駛奠定安全基礎加快自動駕駛的發展需要采集多個方面的信息，包括雷達、激光雷達、傳感器和其它AI增強軟件技術，另外還需要實現廣闊數字環境中的無縫通信。目前OEM廠商和其它交通運輸解決方案提供商正借助Ansys仿真軟件改進其無人駕駛技術，以更快實現安全合規。Ansys提供了可支持此類計劃的豐富解決方案。Ansys AVxcelerate Sensors可輕松集成地面實況傳感器仿真，包括攝像頭、雷達、熱感攝像頭和激光雷達，以虛擬方式評估復雜的ADAS系統與自動駕駛汽車。Ansys HFSS是一款3D電磁（EM）仿真軟件，用于設計和仿真高頻電子產品，如：天線、天線陣列、射頻或微波組件、高速互連、濾波器、連接器、IC封裝與印刷電路板。Ansys medini analyze是基于模型的端到端安全性與網絡安全解決方案，用于加快自動駕駛系統開發與認證。Ansys optiSLang流程集成與設計優化軟件可以自動執行可靠性設計優化過程的關鍵功能。Ansys SCADE面向軟件設計和驗證、基于模型的軟件工程環境，對電氣化動力總成集成、電池管理系統和汽車電氣系統應用至關重要。Ansys Speos光學設計軟件提供了自動駕駛汽車傳感器綜合仿真的功能，包括激光雷達、雷達以及攝像頭設計與開發。以上產品只是Ansys支持自動駕駛汽車開發廣泛產品組合的部分示例。敬請關注后續更多探討仿真技術助力前沿行業的最新進展，包括相關Ansys產品的介紹。（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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結構仿真 | 在可持續能源領域掀起新波瀾

2023-02-10

本文原載于Ansys Advantage：《Making Waves in Sustainable Energy》美國、英國和許多其他國家都已制定宏大的可再生能源目標，以緩解實際的氣候變化影響。英國曾聲明英國能源行業將于2050年實現碳凈零排放；美國也曾表示希望到2035年能全部使用可再生能源發電。盡管太陽能技術和風能技術已經開始替代化石燃料，并且這兩種技術也已成為全球應對氣候變化的基本備選方案，但是要實現宏大的目標，僅憑借這兩種技術還遠遠不夠。有一種全球各地都可以利用的，蘊藏豐富但卻被忽視的能源：潮汐能。通過開發天然洋流蘊含的能源，世界各國都可以從一種物理足跡相對較小，對環境的影響也最小的清潔、可再生、可靠及可預測的能源中大獲裨益。為實現商業化設定航向潮汐流發電仍然是一種新興的可再生能源技術，主要是因為它涉及復雜的工程挑戰。如果要大規模采用潮汐發電來支持嚴格的可再生能源目標，就必須成功克服這些挑戰。Orbital公司于2002年在蘇格蘭奧克尼成立，該公司確立了一個明確的目標：完美整合工程專業技術，研發顛覆性的商業化大功率潮汐渦輪機所需的先進技術，并將其推廣到全世界。Orbital公司的旗艦解決方案O2，是一款長達74米的渦輪機，通過錨定系統系泊在海床上。當強勁的潮汐流沖擊O2時，巨型1MW雙水下轉子將發出電力。該轉子的葉片長10米，可提供超過600平方米的面積來捕獲流動的潮汐能。電力通過活動線纜從渦輪機輸送到海床，然后通過鋪設在海床上的固定線纜，將能量輸送到陸地上的配電設施。Orbital公司設計O2的目的是，解決困擾潮汐渦輪機商業化的眾多歷史難題。與固定在海底的水下渦輪機不同，O2的轉子附著在可以升出水面的支撐腳上，從而便于進行維護和維修。這是一個至關重要的設計特點，因為海洋環境非常惡劣，設備養護的難度與高成本過去一直都被視為潮汐渦輪機廣泛商業化的重大障礙。與現有潮汐渦輪機設計相比，精妙設計的O2有望顯著降低生產與維護成本。Orbital公司希望O2能成為實現潮汐能發電實現廣泛應用的關鍵技術。創新設計需要創新工具Orbital公司成立于20多年以前，其工程團隊采用了包括Ansys Mechanical在內的先進仿真解決方案，還有支持研發其潮汐技術的海上測試與演示程序。在Ansys英國精英渠道合作伙伴EDRMedeso的本地支持下，Orbital工程師利用Ansys Mechanical對含轉子、錨和鏈條的整個渦輪機設計的結構載荷與環境載荷進行仿真，從而確保設計能順利承受包括極端天氣狀況在內的惡劣海況。潮汐渦輪機Ansys Mechanical助力Orbital團隊在系統和組件層研究疲勞、振動、剛度、彎折和其他問題，包括嚴格分析O2設計上分布的數百個單獨連接點。Ansys Mechanical可以與Orbital工程師采用的其他工程工具無縫集成，便于開展協作和交接設計任務。在進行海上測試之前，Orbital利用Ansys Mechanical在低成本、無風險的虛擬環境中，來快速建模和驗證設計，加快O2的初始設計，從而將研發周期縮短了數年時間。Orbital工程師繼續采用Ansys Mechanical進行性能探索與成本優化，比如，減輕質量與重量、提高可制造性、使用備選材料等。其工程團隊的許多成員，都是從學生時期的高校工程項目就開始使用Ansys Mechanical，而至今它仍是快速、低成本、進行準確結構分析的行業標準。成功落地推出最近，Orbital在其蘇格蘭奧克尼總部附近完成了O2的安裝，那里擁有一部分世界上最強勁的潮汐流。O2錨定在歐洲海洋能源中心 (EMEC)的Fall of Warness泊位，其潮汐流速度超過每秒3米，并與陸上的電網并網發電。O2不僅能產生足夠2,000戶家庭使用的電力，每年還能抵消由化石燃料產生的約2,000噸的二氧化碳。為了增強其對環境的積極影響，O2項目很快還將為歐洲海洋能源中心的陸上電解槽提供電力，該電解槽可生產綠色氫氣，可以展現潮汐能如何向交通和供暖領域提供更多的、可預測的可再生能源。在O2贏得成功的基礎上，Orbital現將重點放在向全球擁有強勁潮汐流的地區提供多部渦輪機，建造潮汐發電廠，從而將其技術實現大規模商業化。隨著越來越多的O2渦輪機投入使用，該產品的商業化成本預計將隨著該技術在奧克尼的推出而顯著降低，讓潮汐發電成為全球各地盡快消除碳排放措施的重要選擇。展望未來，Orbital將繼續借助EDRMedeso提供的專業技術支持，充分運用Ansys Mechanical和其他先進的工程工具，不斷從成本和性能兩個方面改進產品設計。潮汐能發電的發展進程雖然還不及風電和太陽能發電，而在虛擬環境中實現設計、測試和驗證Orbital潮汐渦輪機性能的能力，對于縮小其差距至關重要，最終充分發揮海洋能的潛力，助力扭轉氣候變化局面。（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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讓Ansys的強大功能在Python領域大放異彩

2023-02-09

本文原刊登于Ansys Blog：《Access the Power of Ansys from the Python World》作者：Tim Palucka | Ansys Advantage雜志總編輯目前，Python這門編程語言在全球范圍內炙手可熱，而Python生態系統囊括了豐富的開源代碼庫，可供開發人員免費使用，以幫助創建全新的解決方案。PyAnsys代碼庫有助于開發人員在其Python項目中集成Ansys仿真，從而開辟了廣闊的新天地。我們可以從這樣一種角度來理解仿真：它無需執行現實世界的任務，即可提供與其它物理方式相同的洞察信息。它可以在不破壞、甚至是未構建昂貴原型的情況下對應力進行測試。它無需構建實際的溫度、壓力、電流或流動條件，即可在熱、電氣、流體等眾多領域中充分探索新設計的特性。我們無需創造實際的體驗，即可獲得與實際經驗相同的洞察。假如當我們可能需要花費50或100年之久，或者需要破壞價值高達數百萬美元的原型才能獲得這些洞察信息時，這一優勢就顯得尤為重要了。在仿真環境中，人們需要執行的唯一現實任務就是手動配置、運行以及共享仿真結果。但是這種情況也在發生改變，這一切要得益于PyAnsys以及其它用于連接數字主線的Ansys解決方案。PyAnsys是一系列Python軟件包，可幫助用戶以前所未有的方式與Ansys產品（包括MAPDL、AEDT等）進行交互。該軟件包可提供現代化的可編程接口，通過該接口，用戶不僅可以使用Ansys仿真堆棧編寫腳本，以進行各種多物理場仿真，而且還可以編寫工作流程腳本，將仿真與其它自動化操作相結合。采用PyAEDT繪制的天線陣列輸出的3D極坐標圖為什么選擇Python？那么，為什么要選擇Python呢？長期以來，Ansys參數化設計語言（APDL）提供豐富的腳本與控制功能，支持與Ansys產品進行交互。用戶可以在APDL（或者Mechanical APDL [MAPDL]，一種基于APDL創建的有限元分析程序）中編寫腳本，從而有利于仿真的設置、執行和后處理。此外，Ansys定制化工具套件（ACT）也可提供眾多功能，以用于在Ansys Mechanical中控制和自動執行仿真。但僅此而已：用戶只能在這些工具中使用它們的腳本功能。此前，尚未有一種機制支持APDL、MAPDL或者ACT以外的通過可編程的方式與任何Ansys產品進行交互。然而在2016年，情況有所轉變，一位名叫Alex Kaszynski的Python開發人員，同時也是Ansys MAPDL的用戶，他創建了一種代碼庫，能夠使用Python與MAPDL進行交互。當時，Python語言已成為學校開設的熱門課程，并受到無數開發人員的熱烈追捧，而且Python生態系統擁有豐富的公共與私有代碼庫，可供開發人員下載并用于創建自己的應用。Kaszynski在GitHub在線開源代碼庫上發布了他的代碼庫PyMAPDL，以便感興趣的用戶可以下載，并將其功能整合到他們自己的MAPDL項目中。用戶競相而來地下載這個代碼庫。PyMAPDL免費向用戶提供，然而當時如果用戶希望與Ansys MAPDL進行交互，則需要獲得該應用的許可證，比較明確的事實是，Ansys用戶非常希望能夠以更豐富的可編程方式與Ansys仿真堆棧實現交互。Ansys很快也了解到這種積極的需求，隨即聘請了Kaszynski并鼓勵他繼續之前的工作。采用PyFluent對排氣歧管網格進行后處理PyFluent后處理顯示了排氣歧管中流速的等值面借助Python不斷前行目前，這項工作仍在持續進行中。截至本文撰寫時，GitHub上的PyAnsys頁面（https://github.com/pyansys）提供了一系列軟件包，可用于通過“Python”方式與Ansys產品進行交互：電子仿真：PyAEDT固體力學仿真：PyMAPDL流體仿真：PyFluent、PyFluent-Parametric、PyFluent-Visualization后處理：PyDPF-Core、PyDPF-Post材料管理：Granta MI BoM Analytics此外，GitHub上的PyAnsys頁面還提供了一系列可訪問的共享組件，有助于提高軟件包的互操作性并最大限度地降低維護成本。由于Python生態系統提供了代碼庫，用戶可以使用這些代碼庫創建具有定制用戶界面（UI）的Web應用，而且可以從這些定制UI中輕松調用PyAnsys產品。這樣可以確保基于PyAnsys的項目具有高度易用性，因為用戶無需熟悉與每種Ansys產品相關的UI。即使是對于能夠訪問多種不同Ansys仿真工具的Python腳本而言，其用戶界面僅包含與自動化工作流程相關的選項和輸入需求。一直以來，GitHub社區積極上傳基于PyAnsys的項目，以供他人使用，而Ansys對相關項目進行審核，并與開發人員展開合作，希望將其創意加入到全新的PyAnsys軟件包。在GitHub上，這些軟件包（以及完整文檔與代碼示例）將繼續以MIT授權的形式作為開源庫提供。另外，Ansys Developer Experience數字平臺已經推出，旨在鼓勵和支持更廣泛的開發者生態系統與Ansys進行交互。該平臺不僅包括開發人員門戶、同行交流論壇，并且能夠訪問Ansys文檔及工具，以便開發人員能夠快速啟動工作。這是Ansys首次提供專用平臺和資源，以支持開發人員使用Ansys新興技術。Developer Experience平臺旨在促進開發者生態系統不斷發展壯大，同時通過更輕松地訪問相關資源和獲取技術支持來提升用戶體驗。車床刀具的MAPDL容積圖車床刀具的MAPDL模態主應力現實優勢對于全球的用戶而言，PyAnsys能夠帶來實實在在的好處。例如，德國系統設計與工程公司Bewind GmbH的工程團隊使用PyAnsys創建定制的自動化工作流程，從而能夠更準確、更高效地對其風力渦輪機葉片進行疲勞評估。該方法利用Ansys求解器的預測準確度來驗證葉片的結構可靠性和運行效率，可以節約大量時間和成本。還有其他公司已相繼采用PyAnsys來實現重復、復雜仿真的自動化，例如那些可用于訓練機器學習（ML）或人工智能（AI）系統的仿真。訓練此類系統可能需要開展數千次仿真，如果可以通過Python腳本以編程方式管理仿真運行，那么管理這些仿真的執行與分析將輕松得多。還有一些公司通過采用PyAnsys來幫助確保以完全相同的方式執行重復的仿真，從而降低由于無法完美重復枯燥的復雜任務而造成人為錯誤的可能性。通過使用Python優化流程的功能，工程師有機會重新思考如何來執行操作。例如，通過把復雜工作流程分解成可以使用獨立資源并行運行的多個任務，Python腳本可以大幅縮短完成工作流程所需的時間。以前，結構團隊、流體團隊和熱分析團隊之間可能需要持續協調和傳輸的操作（傳統上不同團隊需要按順序使用不同的工具運行仿真），現在可以在腳本中輕松捕獲，并且該腳本可以在相互連接的數字主線中與其它解決方案結合使用，從而提供所有團隊都需要的信息。PyAnsys軟件包的可用性以及將Ansys仿真整合到更廣泛操作生態系統的功能，為最終用戶和開發人員開辟了新天地。當今許多公司都采用PyAnsys自動執行現有流程，因為這些流程已知并且需要以特定方式執行，所以這種方法行之有效。不過，PyAnsys也創造了一些新的機會，讓Ansys仿真堆棧能夠集成到從未嘗試的工作流程中。PyAnsys有望成為支持互連創新并最終推動數字化轉型的Ansys另一項新技術。（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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