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高效试验设计和集成优化 PIAnO            

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产品概述

PIAnO是新一代高效试验设计和优化软件，通过将CAD设计-CAE仿真-CAO优化流程自动化提高设计效率，通过“智能优化算法”代替传统人工“try and error”经验试凑方法，帮助设计人员高效地探索设计空间，快速地从成千上万的潜在方案中获得性能最优、可靠性最高的设计方案。

  PIAnO基于开放架构，所有算法均为全新研发，其复杂正交试验算法和相关优化策略融合了当今最先进的优化理论和方法，具有入门容易、算法先进、计算高效、中英文双语界面等优点。

  PIAnO的开发单位来自于韩国iDOT国家多学科优化技术研发中心、PIDOTECH、树优公司和汉阳大学，在汽车、电子、注塑、航天、船舶、工程制造等领域积累了大量用户的成功案例，获得了工业界的认可，客户包括：通用汽车、海马汽车、现代汽车、起亚汽车、雷诺三星汽车、双龙汽车、现代摩比斯、万都、大宇造船、浦项制铁、斗山重工、大连理工大学、美国马里兰大学、青岛科技大学、扬州大学、长春工程学院、汉阳大学、韩国航空航天大学、香港新科集团、LG 电子、三星电子、三星机电、韩国电子技术研究所、韩国航空宇宙研究院等：

PIAnO融合了复杂高水平试验设计，智能近似建模，智能优化策略，快速可靠性分析优化等先进算法，包括：

技术特色

• 丰富的程序集成接口：提供针对自编程序或商业程序的参数化集成接口，方便用户搭建面向设计、仿真和优化的模板，形成可重用的、标准化的流程，提高产品研制的效率。支持计算程序分布在网络环境下的不同机器上，支持高性能HPC、Unix、Linux、Windows操作系统下的互通互联。

• 高水平/复杂水平的试验设计和规划(DOE, Design Of Experiment)：试验设计是以概率论和数理统计为理论基础，经济地、科学地安排试验的一项技术。PIAnO提供独创的11水平增强正交数组、增广拉丁方、内生拉丁方、优化拉丁方、内中心复合、面中心复合、向量敏度研究、参数研究、BB数组、PB数组等先进试验设计方法，解决工程研制中的试验规划、敏度分析、变量筛选、模型建立、方案寻优等问题，极大提高解决复杂试验设计的能力。

• 智能近似建模（Approximation Model）：基于试验数据库和样本点，自动清除“坏点”并进行误差分析，自动构造多种数学近似模型（响应面、径向基插值、径向基回归、克里格、支持向量基）；提供3维空间浏览器、变量筛选工具，提高用户对模型的理解和认识，并可以在优化中替代耗时的仿真计算，提高设计效率。

图 自动匹配近似模型、误差分析、坏点处理、三维空间可视化

• 智能优化策略（Design Improvement and Optimization）：将优化策略进行“一键式”封装，无需人工设置，即可快速应用：基于序列对角近似二次规划法STDQAO，逐次二阶响应面直接优化法PQRSM、全局微遗传算法Micro GA、演化算法Evolution ，大大提高了使用者的效率。 同时，提供CSS(Coupling System) 耦合算法，自动实现MDF、IDF复杂多系统耦合问题的快速迭代耦合计算。

• 高效的可靠性分析和设计(Reliability Analysis & Design)：提供最新的高精度降维可靠性评估算法(eDR, ehanced Dimension Reduction), 增强型智能可靠性设计算法ERBOSIA （Enhanced Reliability-Based design  With Smart Initiation Approach）、ASLSV法（Advanced Single Loop Single Vector），蒙特卡洛抽样算法 MCS ，拉丁方LHC可靠性评估算法、一阶近似可靠性评估算法 FORM等，能够快速考察材料、生产、使用过程中的各种不确定性因素对可靠性的影响，实现设计阶段的质量控制，提高产品可靠性和稳健性，降低制造和维修成本。

成功案例

• 电机 - 开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor)优化，扭矩提升76%，扭矩波动降低80%，设计周期缩短40%
  

• 电子 - 电信基站移动通信模组板翅式换热器（Plate Fin Heat Exchanger）优化，满足温度要求，减重42%

• 电子 - LED光源的针翅径向散热片（Pin-fin radial heat sink）优化，满足温度要求，减重30%

• 电子 – 手机摄像头的容差和可靠性优化，降低制造成本 28%

• 风机 – 叶片复合材料铺层厚度、材料、数量、纤维角度综合优化，重量降低5%，成本降低22%

• 汽车 –  前悬架性能与标杆车指标的逆向设计和匹配
  

• 汽车 – 下摆臂结构敏感度分析和设计优化，降低路噪峰值5分贝

• 汽车 - 副车架轻量化优化，在满足KC特性、NVH，碰撞和疲劳耐久性前提下，减重3%

• 汽车 - 动力传动系统优化匹配，优化主减速器速比和变速器各档位下的速比，降低油耗6%

• 汽车 – 冷却系统减震橡胶衬套结构优化，提高疲劳寿命1倍

• 汽车 - 进排气管径和气门定时优化优化，提高标定点、低速点和最大扭矩点充气效率

• 航空 - 多功能直升机（Compound Helicopter）多学科总体设计优化，集成气动、结构、推进等10个专业学科，实现MDF/IDF自动优化流程，减重7%

• 航空 - 航空发动机轴流压气机气动、结构总体多学科优化流程集成，提高设计效率50%

• 家电 – 滚筒洗衣机减震结构多学科优化，降低振幅达78%