CN112115611A - 一种协同仿真管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种协同仿真管理系统，仿真数据管理模块、流程定制模块和HPC调度系统集成模块，所述仿真数据管理模块进行基于产品型号的仿真模型的数据管理，所述产品型号与产品数据管理系统的几何模型的型号一一对应；所述流程定制模块将多种仿真工具集成为仿真流程模板；所述HPC调度系统集成模块进行协同仿真管理系统与HPC调度系统的集成，包括远程工具调用和仿真交互式应用本发明平台实现了基于型号的仿真数据管理，通过与PDM集成，建立几何模型与仿真模型数据之间的映射关系，实现设计仿真数据协同；实现复杂仿真任务流程定制，打通不同软件数据接口，提升仿真效率；与高性能计算站HPC调度系统的集成，实现大型复杂雷达系统仿真任务流程节点在HPC的任务提交计算、计算资源分配与结果自动保存。
Description
技术领域
本发明涉及复杂雷达结构技术领域，具体涉及一种协同仿真管理系统。
背景技术
大型雷达系统的结构设计由总体、天线阵面、伺服、天线座、电源、数据处理、环控等多个部门协同完成，是一个复杂的系统工程。同时，雷达研发具有多品种、少批量、多学科耦合、更新周期短、工作环境恶劣多变等特点。在雷达研发过程中应充分发挥数字化样机和协同仿真技术的作用，搭建设计仿真协同研发平台，在不同研发阶段引入仿真优化技术来驱动结构设计，通过开展高效协同仿真建模分析实现设计仿真的快速迭代，最终实现产品创新设计，减少实物验证，提高产品设计质量。
目前随着基于模型定义(MBD)技术的发展，基于模型的Top-Down全三维协同设计技术已在国内外先进制造企业中得到推广应用。同时，产品数据管理系统(PDM/PDS)对几何模型的数据和流程管理也较为成熟(刘俊堂.全三维飞机设计技术及其应用.航空制造技术,2014(18):68-71.)。相对于几何模型，仿真模型由于其建模过程相对复杂、仿真种类多、仿真工具多样、仿真过程数据量大等问题，给跨部门、跨学科的仿真协同及仿真数据管理带来了很大的挑战。同时，由于几何模型和仿真模型在不同平台进行管理，也给设计与仿真的协同、设计仿真版本控制带来了很大困难。文献(平丽浩.雷达结构系统协同仿真环境.现代雷达,2008(11):5-9)结合雷达特点，提出了协同仿真管理系统建设思路和软硬件架构，但文献对平台建设具体实现方法、系统级协同仿真方法等没有说明。总之，目前的协同仿真管理系统还属于初步探索应用阶段，在复杂系统结构的协同仿真、设计仿真协同及基于型号的仿真数据管理和版本控制等方面还不成熟。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种协同仿真管理系统，包括仿真数据管理模块、流程定制模块和HPC调度系统集成模块，所述仿真数据管理模块进行基于产品型号的仿真模型的数据管理，所述产品型号与产品数据管理系统的几何模型的型号一一对应；所述流程定制模块将多种仿真工具集成为仿真流程模板；所述HPC调度系统集成模块进行协同仿真管理系统与HPC调度系统的集成，包括远程工具调用和仿真交互式应用。
进一步地，所述进行基于产品型号的仿真模型的数据管理包括新建仿真项目、签审仿真模型和归档仿真模型；所述新建仿真模型包括选择产品型号、设置前处理软件、设置研制阶段、设置分析软件、选择仿真类型及选择产品数据相关图号；所述产品型号还与产品数据管理系统中的产品型号一一对应，所述产品数据相关图号为与产品数据管理系统中的几何模型相关联的仿真型号；所述签审仿真模型包括选择仿真模型、选择仿真报告和选择签审专家，所述签审专家来自产品数据管理系统，所述归档仿真模型具体为将签审通过后的仿真模型存入仿真数据管理模块的数据库。
进一步地，所述将多种仿真工具集成为仿真流程模板具体包括搭建仿真流程、封装各种软件形成仿真流程拓扑图、对仿真流程中的参数信息进行设置、设置计算资源执行仿真计算、变更输入参数信息、收集和处理仿真计算过程中的过程数据，所述过程数据包括各仿真工具执行后的结果参数、结果图片和结果文件信息。
进一步地，所述远程工具调用具体为，HPC调度系统将工具界面推送至协同仿真系统；所述仿真交互式应用具体为，协同仿真管理系统接收HPC调度系统推送的仿真软件的工具界面，HPC调度系统集成模块将仿真文件上传至HPC调度系统，HPC调度系统集成模块接收HPC调度系统配置计算参数和执行仿真计算后返回的作业状态和仿真结果数据。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1)实现基于型号的仿真数据管理。以型号为容器，对不同类型的仿真数据进行有效管理，实现仿真数据共享和可追溯性；通过与产品数据管理系统集成，打通仿真数据与设计数据之间的关联，建立数据之间的映射关系，实现设计仿真协同，提升仿真模型的可追溯性；
2)复杂仿真任务流程定制。实现了以仿真计算流程模板为驱动、自动化仿真计算为辅助手段的多软件工具、多学科协同仿真，缩短研发周期，提高设计质量；
3)高性能计算站HPC调度系统集成。在平台上通过与HPC调度系统的集成，实现大型复杂雷达系统仿真任务流程节点在HPC的任务提交计算、计算资源分配与结果自动保存，极大减轻了设计师个人计算机的负担，为复杂系统级雷达结构仿真计算提供实现路径。
附图说明
图1为本发明实施例的协同仿真管理系统架构框图。
图2为本发明实施例的远程工具调用应用的功能示意图。
图3为本发明实施例的基于仿真流程的仿真计算的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。
实施例1：
如图1所示，本实施例提供了一种协同仿真管理系统，包括仿真数据管理、流程定制和HPC(High Performance Computing：高性能计算机群)调度系统集成模块三个模块，三个模块既可以单独运行，也可以相互协作完成仿真计算过程。
所述仿真数据管理模块以型号为容器，对研发过程中结构专业涉及的力学仿真、热学仿真、流场仿真等多个学科的仿真数据进行统一汇总管理、存储、可视化和查询，形成基于型号的数字化样机仿真数据库，实现仿真数据的管理与共享；所述仿真数据管理模块与产品数据管理系统中的几何模型数据通过统一型号进行关联和数据交互，实现仿真模型与几何模型的协同，提升模型可追溯性。
所述仿真数据管理模块进行新建仿真项目、签审仿真模型和归档仿真模型；所述新建仿真模型包括选择产品型号、设置前处理软件、设置研制阶段、设置分析软件、选择仿真类型及选择产品数据相关图号；所述产品型号还与产品数据管理系统中的产品型号一一对应，所述产品数据相关图号为与产品数据管理系统中的几何模型相关联的仿真型号；所述签审仿真模型包括选择仿真模型、选择仿真报告和选择签审专家，所述签审专家来自产品数据管理系统，所述归档仿真模型具体为将签审通过后的仿真模型存入仿真数据管理模块的数据库。
所述流程定制模块将多种仿真工具集成为仿真流程模板，具体包括搭建仿真流程、封装各种软件形成仿真流程拓扑图、对仿真流程中的参数信息进行设置、设置计算资源执行仿真计算、变更输入参数信息、收集和处理仿真计算后的结果参数、结果图片和结果文件信息等过程数据，流程定制模块实现了以仿真计算流程模板为驱动、自动化仿真计算为辅助手段的多学科、多工具软件协同仿真，实现不同仿真软件自动调用和运行，以及仿真数据在软件间的数据传递，有效缩短“设计-仿真-优化”迭代周期，提高设计质量，支持后续相关仿真计算人员快速调用模板和仿真工具执行分析过程，提高仿真计算工作的规范水平和多学科优化迭代速度。
所述HPC调度系统集成模块通过与HPC调度系统的集成，即在协同仿真管理系统与HPC调度系统设置调用接口和数据接口，具体包括远程工具调用和仿真交互式应用，从而实现大型复杂雷达系统仿真任务流程节点在HPC调度系统的任务提交、任务计算、计算资源的分配与计算结果的自动保存。
所述远程工具调用具体为，HPC调度系统通过HPC调度系统集成模块将仿真软件的工具界面推送至协同仿真管理系统，协同仿真管理系统采用单点登录，即用户无需在不同系统间切换即可完成仿真分析并获取仿真结果；如图2所示，用户在协同仿真管理系统向HPC调度系统发送远程服务请求，HPC调度系统接收远程服务请求后向协同仿真管理系统推送仿真软件的工具界面。
所述仿真交互式应用具体为，协同仿真管理系统通过HPC调度系统集成模块将仿真计算所需的文件上传至HPC调度系统，HPC调度系统配置计算参数并执行仿真计算，HPC调度系统返回作业状态和仿真结果数据给协同仿真管理系统。
更具体地，如图3所示，协同仿真管理系统集成HPC调度系统提供在协同仿真管理系统中的工具调用入口，用户登录协同仿真管理系统指定计算资源并上传仿真文件至HPC调度系统，在HPC调度系统中创建仿真任务并选择仿真软件，HPC调度系统配置计算参数执行仿真计算，计算过程中可将仿真软件界面推送至协同仿真管理系统，用户通过协同仿真管理系统查看任务状态监控，将最终仿真结果数据下载至本地计算机，完成仿真计算。
所述协同仿真管理系统通过客户端远程服务请求至服务器，服务器将远程请求发送给HPC调度系统，HPC调度系统根据接收的远程服务请求将仿真软件的工具界面推送至协同仿真管理系统的客户端；协同仿真管理系统通过客户端上传仿真文件至服务器，服务器根据仿真文件发送给HPC调度系统，HPC调度系统根据仿真文件配置计算参数执行仿真计算，计算过程中将仿真软件界面推送至协同仿真管理系统，仿真计算结束后将仿真结果数据发送给协同仿真管理系统的服务器，协同仿真管理系统的服务器将仿真结果保存至数据库。
本发明结合复杂雷达系统研发特点，基于达索协同仿真管理系统的二次开发，搭建了面向复杂雷达系统的协同仿真管理系统。平台实现了基于型号的仿真数据管理，通过与产品数据管理系统集成，建立几何模型与仿真模型数据之间的映射关系，实现设计仿真数据协同；实现复杂仿真任务流程定制，打通不同软件数据接口，提升仿真效率；与高性能计算站HPC调度系统的集成，实现大型复杂雷达系统仿真任务流程节点在HPC的任务提交计算、计算资源分配与结果自动保存。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种协同仿真管理系统，其特征在于，包括仿真数据管理模块、流程定制模块和HPC调度系统集成模块，所述仿真数据管理模块进行基于产品型号的仿真模型的数据管理，所述产品型号与产品数据管理系统的几何模型的型号一一对应；所述流程定制模块将多种仿真工具集成为仿真流程模板；所述HPC调度系统集成模块进行协同仿真管理系统与HPC调度系统的集成，包括远程工具调用和仿真交互式应用。
2.根据权利要求1所述的协同仿真管理系统，其特征在于，所述进行基于产品型号的仿真模型的数据管理包括新建仿真项目、签审仿真模型和归档仿真模型；所述新建仿真模型包括选择产品型号、设置前处理软件、设置研制阶段、设置分析软件、选择仿真类型及选择产品数据相关图号；所述产品型号还与产品数据管理系统中的产品型号一一对应，所述产品数据相关图号为与产品数据管理系统中的几何模型相关联的仿真型号；所述签审仿真模型包括选择仿真模型、选择仿真报告和选择签审专家，所述签审专家来自产品数据管理系统，所述归档仿真模型具体为将签审通过后的仿真模型存入仿真数据管理模块的数据库。
3.根据权利要求2所述的协同仿真管理系统，其特征在于，所述将多种仿真工具集成为仿真流程模板具体包括搭建仿真流程、封装各种软件形成仿真流程拓扑图、对仿真流程中的参数信息进行设置、设置计算资源执行仿真计算、变更输入参数信息、收集和处理仿真计算过程中的过程数据，所述过程数据包括各仿真工具执行后的结果参数、结果图片和结果文件信息。
4.根据权利要求3所述的协同仿真管理系统，其特征在于，所述远程工具调用具体为，HPC调度系统将工具界面推送至协同仿真系统；所述仿真交互式应用具体为，协同仿真管理系统接收HPC调度系统推送的仿真软件的工具界面，HPC调度系统集成模块将仿真文件上传至HPC调度系统，HPC调度系统集成模块接收HPC调度系统配置计算参数和执行仿真计算后返回的作业状态和仿真结果数据。
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