多学科设计优化软件HEEDS MDO

HEEDS MDO是由Siemens推出的一款多学科设计优化软件，HEEDS MDO可在给定的设计空间内自动搜索更好，更强大的解决方案，并大大缩短设计时间。HEEDS提供的环境有助于更快地发现更好的设计。它通过自动化您的分析流程，利用您在计算硬件上的投资，有效地搜索性能更佳的解决方案以及提供检查设计性能的直观方法来应对这些挑战。即使是设计优化经验非常少的工程师也可以使用HEEDS来发现最佳设计 - 只需花费很少的时间即可完成少量的手动迭代。
注意：存在HEEDS MDO Win64位，及HEEDS MDO Linux 64位两个版本。

多学科介绍

不论是结构问题（线性或非线性，静态或动态，散装材料或复合材料）、流体问题、热力学问题， 或者声学问题、NVH问题、动力学问题以及同时存在以上几项问题，HEEDS MDO都可以帮助用户寻找最佳解决方案。 易于使用的界面 虽然HEEDS MDO使用的技术很复杂，但是软件用户界面友好。它特有的选项卡界面可以使用户明确项目建立和执行的六个过程。 与诸多CAE工具的连接 HEEDS MDO与所有常用的CAE应用软件均有接口，使设计优化过程自动化。

能调用多种软件工具进行前处理，后处理，分析计算和多学科优化。HEEDS MDO为以下工具提供输入和输出接口：Abaqus、ANSYS WB、Excel、LS-DYNA、Nastran、NX、Solidworks、SW Simulation另外，HEEDS MDO提供一种通用接口生成ASCII格式的输入输出文件，从而可以连接所有商业或者私有CAE工具。如果您不确定您的工具是否与HEEDS MDO兼容，可以联系我们。

独有的优化技术HEEDS MDO默认的研发方式-SHERPA采用多重研发策略，可以动态和实时的随着优化范围的变化调整针对问题的研发方式。用户可以利用HEEDS软件进行众多的分析，快速确定优化空间，省去了众多的试验费用及时间；从大量的模型参数中提取出敏感参数，并对敏感性参数进行评估；对模型的健壮性和可靠性进行评估。通过对模型参数的优化，达到减少模型质量与成本的目的。通过HEED优化分析，车身减重33.5kg。
 

并行优化技术

HEEDS PARALLEL通过同时提交多个方案给不同的处理器，提高优化速度，且速度提高与硬件及软件资源几乎是线性的关系。

典型应用

BD公司：使用HEEDS MDO结合有限元方法对医疗器械设计进行优化和评估。
PRATT & MILLER：使用HEEDS MDO优化军用重型汽车底盘组件参数，为赛车优化齿轮速比，优化赛车悬挂系统的球形连接头。 

软件特色

1、使用先进的数学搜索算法和策略，在给定的设计空间内识别最佳解决方案。
2、执行多目标帕累托最优化研究，以生成帕累托最优设计集，让您在冲突目标之间进行权衡研究。
3、进行实验设计（DOE）研究，以检查所选变量如何影响设计。
4、测试设计的稳健性和可靠性，以确定设计对指定项目变量的预期变化的敏感程度。
5、执行和后处理您指定的设计。

软件功能

 一、过程自动化

1、加速构建虚拟原型的过程
HEEDS软件允许您：通过以下方式帮助您自动化和简化虚拟原型制定计划：
创建流程，结合内部，商业1D，2D和3D模拟以及成本估算工具
修改任何原生几何体
强大地重新网格化或更新任何模拟物理模型
支持协同仿真或顺序工作流程
自动化模型重建以探索广泛的设计空间
通过使用HEEDS，您可以轻松定义设计工作流程并自动在不同的建模和模拟产品之间共享数据。这使您可以专注于深入了解您的设计并选择最佳的生产选项。
HEEDS的过程自动化功能允许用户按下单个按钮并评估任何设计变量。此外，由于工作流程完全自动化，它允许更容易和有效地进行下游设计空间探索。
拖放工具图标以定义构建虚拟原型的流程。您可以包含内部工具或商业1D，2D和3D模拟软件。该过程可以是顺序的，也可以包括分支和循环。你决定。
2、直观易用
即使驱动HEEDS的技术很复杂，该软件也是用户友好的。独特的界面可以让您清楚地了解项目设置，执行和数据挖掘的五个步骤。

二、分布式执行

使用HEEDS为您提供透明，自动和可扩展的计算功能，帮助您加速测试虚拟原型的过程。
1、具体功能包括：
利用所有可用的计算资源
通过多级并行化（包括工作流，任务和核心）减少模拟周转时间
支持无限负载情况
跨平台和操作系统协调模拟任务
利用高效的许可方案，高性能计算机（HPC）和云资源
通过24/7/365运行可用性最大化您在虚拟仿真方面的投资
通过使用HEEDS，您可以有效地利用现有的硬件投资，因为该解决方案可以有效利用您的所有硬件资源，包括本地，远程，集群和云计算。
您可以轻松地将每个建模和模拟任务分配给最合适的计算资源。您可以混合和匹配操作系统（Windows和Linux），您可以访问排队系统，群集和云资源。
2、快速，并行执行
使用HEEDSPARALLEL，您可以更快地运行HEEDS设计空间探索研究，并更有效地利用您的硬件和软件资源。虽然并行化分析工具是提高吞吐量的好方法，但它们很少提供线性加速。如果硬件和软件可用性保证，则以线性方式增加设计空间探索吞吐量，同时运行多个设计概念。

三、高效搜索

1、HEEDS包括专有设计探索功能，用于同时利用多个全局和本地搜索策略。当HEEDS更多地了解设计空间时，它会调整搜索策略。它不需要用户的搜索算法专业知识，但通过其协作搜索功能轻松地结合用户直觉。此过程允许您以最少的仿真时间和成本识别性能更高的系列。
大多数传统的设计空间探索工具需要高度专业化的优化技能和模型简化，以实现高效搜索。但是，通过使用HEEDS，无论参数和约束的复杂程度或数量如何，您都可以使用现有模型简化设计空间探索。指定您愿意等待答案的时间，智能搜索功能将调整搜索策略，以便在指定的时间内找到更好的设计备选方案。
此过程允许您以最少的仿真时间和成本识别性能更高的系列。
这种方法称为SHERPA：
不需要模型简化，模型拟合或代理
使用混合，自适应智能搜索，以更少的评估找到更好的设计
帮助您减少搜索时间，产品开发成本和产品设计风险
与其他设计空间探索方法不同，HEEDS适用于任何数量的设计变量，约束或目标。因此，鼓励用户设置设计研究以反映所面临的确切工程挑战，而不是简化搜索以符合软件限制。HEEDS经常适用于数百或数千个设计变量的问题。
只需定义您的设计目标并告诉HEEDS要探索多少设计，它将帮助您更快地发现更好的设计。您可以包含任意数量的目标，约束和设计变量。就这么简单！
2、独家搜索技术
HEEDS的默认搜索方法SHERPA同时使用多种搜索策略，并在了解设计空间时动态适应问题。SHERPA的独特优势包括：
速度-SHERPA比其他方法需要更少的评估，并且经常在第一次找到解决方案，在常规优化研究期间节省数天或甚至数周的CPU时间。
稳健性-SHERPA可以针对广泛的问题识别质量更高的解决方案，同时执行全局和局部优化。
无调整参数-使用SHERPA，您只需指定要执行的评估数。
这些功能使您在整个组织中部署设计空间成为实现创新解决方案的可行方法。SHERPA消除了需要专业知识，迭代，有限部署的传统障碍，允许您的工程师专注于他们的设计问题而不是优化专家。

四、洞察与发现

 
1、使用HEEDS使您能够在虚拟原型制作过程中轻松探索性能权衡，并有效地促进设计审查。通过使用该软件，您可以：
深入了解产品设计方案
确定表现最佳的设计系列
指出具有成本效益的设计变更领域
通过提供对设计变量的敏感性来支持设计评审
允许评估制造公差的稳健性
HEEDS为用户提供了在各种设计中轻松比较性能的能力，并找到了具有所需特性和稳健性的可行设计系列。该软件可以帮助您了解任何数量的竞争目标和约束条件下的设计性能。
通过使用HEEDS，您可以轻松识别所选设计对输入变量的敏感度，以便您可以放心地在评审期间立即做出设计决策并确定预测结果。
除了识别实现性能目标的高性能设计外，HEEDS还为工程师提供有关设计灵敏度，稳健性和趋势的见解。目标是帮助您推动更大的产品创新。
2、广泛的功能集
无论您是需要改进简单设计系统的设计还是解决多学科问题，HEEDS都具有足够的灵活性和功能，可以识别满足您设计标准的值或属性。您可以使用HEEDS执行许多不同的学习类型。

HEEDS 的新增功能

HEEDS 的发行版具有许多新功能和升级，可加速您的产品开发流程。我们的首要任务是确保所有用户都可以轻松高效地使用HEEDS。我们通过添加几个新门户以及对现有门户的增强，继续扩展了紧密集成工具的功能。
我们将继续寻找简化HEEDS工作流程中远程执行资源使用的方法。此版本包括对远程门户和客户端-服务器体系结构的许多新增强功能，在许多情况下可简化此过程。
此版本还包含HEEDS工作流管理器（HWM），该产品与HEEDS MDO完全兼容。 HEEDS Workflow Manager是一种工具，可通过应用其工作流程自动化，计算管理，数据处理和结果可视化功能来帮助加速产品开发，降低风险和错误以及改善部门之间的沟通。这些发行说明使用以下带有其功能的图标来指示其可用的产品：HEEDS MDO或HEEDS WM
HEEDS 还提供了其他一些新功能和更新，这些新功能和更新通过改进的探索，结果处理和自动化分析工具，继续简化设计空间的探索。我们有信心，这些更新将帮助您继续推动产品开发中的创新并更快地发现更好的设计！

HEEDS MDO使您能够根据多个标准找到性能极佳的设计，同时使用大量变量满足多个约束。在一夜之间，HEEDS MDO可以产生需要几周才能手动完成的结果。
虽然HEEDS MDO及其强大的搜索引擎背后的技术很复杂，但该软件是用户友好的。要使用HEEDS MDO，您无需成为优化理论方面的专家。您可以使用任何分析软件应用程序来创建您的设计模型，并在HEEDS MDO Modeler中设置您的设计项目。当您的项目运行时，HEEDS MDO使用您用于创建设计的相同分析软件应用程序自动化并加速自然设计迭代过程。
新的门户网站消息调试：此版本中的HEEDS门户添加了一个新的调试功能，以便在HEEDS门户驱动的仿真工具发生意外情况时，通过改进的消息更好地支持用户。现在可以搜索输出消息以查找特定字符串并将其分类为错误，警告或注释。
更多学习关系的选择：HEEDS 2018.10中引入的新研究关系特征通过引入不等式关系得到了扩展和进一步改进和完善。这极大地扩展了研究关系的应用领域，并允许其定义具有更高程度的灵活性。
新的BORUTA设计灵敏度：Boruta设计灵敏度分析方法现在可用于根据所选研究数据快速确定该问题的最重要参数。这适用于所有研究类型（DOE，参数优化……），从而为用户提供了一个额外的尖端工具，可以深入了解设计的关键变量。
新的CUSTOM PLOT COLOR OPTIONS：基于几个允许自定义轮廓颜色选项的增强请求，我们现在引入了两个主要的可用性增强功能。首先，您可以为颜色图和轮廓选择其他颜色映射，其次，您可以自定义与最小和最大颜色关联的值。
条件和命令文件的定制：客户一直在使用具有许多不同和异构应用程序的HEEDS流程，具有高度的灵活性。我们现在通过让用户控制运行运行/前/后分析命令的位置以及条件来扩展这种灵活性。
重新获得许可类型的新支持：访问Rescale提供的云资源从未如此简单。我们进一步增强了Rescale集群UI，以支持分析软件的按需许可。