Cae智造系统的制作方法

Cae智造系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种CAE智造系统，包括模板库模块、脚本运行模块和知识库模块，其中，所述模板库模块用于存储、编辑、导入、导出各种模板，根据所接收到的信息进行模板匹配，以及向所述脚本运行模块发送匹配完毕的信息，所述模板具有与之相应的脚本命令，所述脚本运行模块用于接收所述匹配完毕的信息，执行相应的脚本命令生成结果数据，所述模板库模块还用于将所述脚本运行模块所生成的结果数据输入到对应模板中，同时调用所述知识库模板，所述知识库模块用于对输入模板中的结果数据进行智能分析，在完成智能分析后将相应的信息再次输入到模板中。可对CAE计算结果和试验数据进行自动化处理，保证处理结果的一致性，对数据结果进行智能化处理。
【专利说明】CAE智造系统

【技术领域】
[0001] 本发明涉及汽车领域的CAE计算结果和试验数据处理系统，特别是涉及一种CAE 智造系统。

【背景技术】
[0002] CAE (Computer Aided Engineering,计算机辅助工程）这里指基于有限元方法的 计算机仿真模拟。
[0003] 仿真数据，这里是指通过有限元求解软件(如Pamcrash)计算后得到的数据，一般 为二进制的数据，该数据需要通过一些CAE后处理软件打开。本发明所针对的仿真数据是 通过Pamcrash求解得到的数据，该数据主要包含两个文件：以DSY (或DSY. fz)结尾的文 件，记录的是有限元模型所模拟的动态信息(包括变形动画等）；以THP结尾的文件，记录的 是有限元模型特定的输出信息(包括各种类型的曲线等)。
[0004] 试验数据是指对整车或相关零部件进行实际物理性试验时，通过特定的数据记录 装置记录到的相关传感器数据（mme文件)或测量相关物理量得到的测量数据。本发明所针 对的试验数据是指实车碰撞试验时数据记录装置记录到的车身及假人传感器数据或测量 相关物理量得到的测量数据，这些数据是文本格式。
[0005] 后处理是指在对有限元模型的计算完成后，对得到的结果按照一定的要求进行相 应的处理、提取等工作，这里也包括对相应试验数据的同等处理。
[0006] Pamcrash是法国ESI公司的产品，该软件主要针对汽车、航空等领域各种工况进 行模拟计算，是一款通用的有限元求解系统。本发明中主要应用的是该软件在汽车碰撞等 领域进行仿真模拟。该软件类似于美国LSTC公司的LS-DYNA软件系统，两者最大的区别在 于相关算法源代码的编写及求解后数据的格式。
[0007] Animator是德国GNS公司的产品，是一款通用的CAE后处理软件。该软件可以读 取和处理多种仿真数据(如Pamcrash的求解数据和LS-DYNA的求解数据等)。
[0008] 随着计算机仿真计算方法的日渐成熟，国内外汽车厂商和科研机构对于汽车有限 元仿真计算越来越重视，应用领域也越来越广泛。面向整车的开发流程要对车型进行多个 工况进行计算，因此有大量的仿真计算结果须要处理并出具分析报告。同时整车开发周期 的日益缩短也要求迅速处理CAE计算结果和相应的试验结果以支撑各个开发过程的各个 时间节点的进度要求。
[0009] 另一方面，对CAE计算仿真数据和试验数据的后处理是非常耗时耗力的，需要工 程师结合多个软件按照不同的法规和标准要求完成相应结果元素的提取。目前常用的方式 是由工程师手动操作各种后处理软件和工具软件来进行仿真结果处理及分析报告生成，由 于工程师个体因素不能够保证各个分析报告之间的一致性。同时还需要完成对不同CAE计 算结果的对比及仿真结果与相应试验结果对比，都须要大量手动操作才能完成，重复性的 工作成倍的增长。
[0010] 现以Animator处理某仿真数据（Pamcrash计算的DSY和THP文件)任务一为例说 明传统后处理过程，大致如图1所示。针对其他仿真数据（如LS-DYNA)过程完全一致。仿 真数据为某车型C-NACP侧碰模拟结果，整个仿真过程100毫秒。


【发明内容】

[0011] 针对以上缺陷，本发明的目的是提供一种CAE智造系统，能够对CAE计算结果和试 验数据进行自动化处理，保证处理结果的一致性，且将相关研发经验和标准融入其中，对数 据结果进行智能化处理。
[0012] 为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0013] 一种CAE智造系统，包括模板库模块、脚本运行模块和知识库模块，其中，所述模 板库模块用于存储、编辑、导入、导出各种模板，根据所接收到的信息进行模板匹配，以及向 所述脚本运行模块和所述知识库模块发送匹配完毕的信息，所述模板具有与之相应的脚本 命令，所述脚本运行模块根据所述匹配完毕的信息，执行相应的脚本命令生成结果数据，所 述模板库模块还用于将所述脚本运行模块所生成的结果数据输入到对应模板中，同时调用 所述知识库模板，所述知识库模块用于对输入模板中的结果数据进行智能分析，在完成智 能分析后将相应的信息再次输入到模板中。
[0014] 进一步地，本发明的CAE智造系统，还包括数据选择模块和数据筛选匹配模块，所 述数据选择模块用于选择数据来源并读取数据，并将读取的数据传递给所述数据筛选匹配 模块，所述数据筛选匹配模块用于从所述数据选择模块获得的数据中提取信息，并将信息 传递给所述模板库模块，所述模板库模块根据所接收到的信息进行模板匹配，匹配完毕后， 将与匹配结果相关的信息传递所述脚本运行模块和所述知识库模块。
[0015] 进一步地，本发明的CAE智造系统，由所述数据选择模块读入的数据为多组，所述 CAE智造系统还包括任务管理模块，所述数据选择模块还用于将读入的多组数据传递给所 述任务管理模块并形成对应的后处理任务，所述任务管理模块还用对所述后处理任务进行 提交、排队管理，在所述数据筛选匹配模块从所述数据选择模块获得的数据中提取信息前， 所述数据筛选匹配模块还用于对多组数据进行组合。
[0016] 进一步地，本发明的CAE智造系统，还包括结果存储模块，所述结果存储模块用于 存储从所述脚本运行模块输出的结果数据。
[0017] 进一步地，本发明的CAE智造系统，还包括系统命令模块，所述脚本运行模块向所 述模板库模块传递脚本运行完毕信号，所述模板库模块将所述结果存储模块中的结果数据 插入到对应模板中，完成插入后，向所述知识库模块发出结果数据插入完毕信号，所述知识 库模块完成智能分析后向系统命令模块发送分析完毕信号，同时输出报告，输出报告完毕 后向系统命令模块发出跳转信号，系统命令模块中的指向指令自动转到所述任务管理模块 的排序队列中第二个任务，并向脚本运行模块发出执行信号。
[0018] 进一步地，本发明的CAE智造系统，还包括容错模块，所述容错模块用于所述CAE 智造系统或源数据出现错误时提醒用户，并避免程序死循环。
[0019] 进一步地，本发明的CAE智造系统，还包括报告编辑模块，所述报告编辑模块用于 对所生成的CAE分析报告进行修改。
[0020] 进一步地，本发明的CAE智造系统，还包括参数修改模块，所读取的数据为CAE仿 真数据或试验数据，所述参数修改模块用于修改CAE仿真数据或试验数据。
[0021] 进一步地，本发明的CAE智造系统，还包括系统设置模块，用于设置系统参数和变 量。
[0022] 进一步地，本发明的CAE智造系统，还包括帮助模块，所述帮助模块包括文字帮助 文档、视频操作演示及软件版本信息，用于指导用户操作。
[0023] 本发明的CAE智造系统，通过后处理脚本程序能够对CAE计算结果及试验结果进 行自动后处理，实现了对CAE计算结果和试验数据的自动化处理，其中，知识库模块可以对 处理后的数据进行智能评价，进而生成多种类型的分析报告，且可以将相关的研发经验和 标准融入其中，真正实现了对数据结果的智能化处理，也能够形成一套知识管理系统，能够 为换代车型、全新车型的开发提供完整的知识平台，模板库模块所提供的模板保证了分析 报告的一致性。

【专利附图】

【附图说明】
[0024] 图1为现有技术中针对处理某仿真数据进行后处理的示意图。
[0025] 图2为本发明的CAE智造系统的原理示意图。
[0026] 图3为本发明的一个具体实施例的核心工作流程示意图。
[0027] 图4为本发明的一个具体实施例中以组形式进行提交的多组数据的逻辑图。

【具体实施方式】
[0028] 为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结 合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的（名称）其【具体实施方式】、步骤、结构、特征及其 功效详细说明。
[0029] -种CAE智造系统，包括模板库模块、脚本运行模块和知识库模块，其中，所述模 板库模块用于存储、编辑、导入、导出各种模板，根据所接收到的信息进行模板匹配，以及向 所述脚本运行模块和所述知识库模块发送匹配完毕的信息，所述模板具有与之相应的脚本 命令，所述脚本运行模块根据所述匹配完毕的信息，执行相应的脚本命令生成结果数据，所 述模板库模块还用于将所述脚本运行模块所生成的结果数据输入到对应模板中，同时调用 所述知识库模板，所述知识库模块用于对输入模板中的结果数据进行智能分析，在完成智 能分析后将相应的信息再次输入到模板中。模板库模块所接收到的信息是仿真数据信息 和/或试验数据信息。模板库模块提供的模板包含报告的ppt模板和脚本命令，脚本运行 模块根据与选中模板相应的脚本命令，对有限元计算结果数据和/或试验结果数据进行处 理，将生成的结果插入到模板的PPT模板中。其中，有限元计算结果数据和/或试验结果数 据以现有技术中的输入或读取方式进行传递，比如批处理方式输入。
[0030] 下文均以Animator处理某仿真数据（Pamcrash计算的DSY和THP文件)任务为例， 介绍本发明的CAE智造系统的原理或具体实施例。其中，针对其他仿真数据(如LS-DYNA) 过程完全一致，仿真数据为某车型C-NACP侧碰模拟结果，整个仿真过程100毫秒。
[0031] 结合图2对本发明的CAE智造系统的原理进行阐释。首先，针对不同的分析类型 (如C-NCAP正碰、C-NACP侧碰等）制定相应的标准报告模板，这样就解决了报告前后不一致 的问题。其中，CAE智造系统的模板库模块用于存储、编辑、导入、导出各种模板。
[0032] 然后，对各种模板的每一页所需要的元素进行分解(如文字、图片、曲线等)，之后 制定各种报告元素的获得来源(如从后处理软件生成还是从文本文件中获得)。针对每套模 板，在相应的后处理软件中编写与之相应的脚本，通过系统命令驱动相应脚本完成对仿真 数据和/或试验数据的自动化后处理即可获得对应模板中的元素，输出保存。
[0033] 将获得的各类元素自动插入到相应的标准模板中，针对插入到模板中的一些数值 及曲线结果通过预先设置的经验值、标准值和评分机制等完成对该结果的智能评价，最后 形成最终的分析报告。其中，CAE智造系统的知识库模块完成智能评价。
[0034] 若存在多组仿真数据和/或试验数据，则对应多个后处理任务，对于多个后处理 任务通过统一管理，采取一次性提交，多个后处理任务排队按顺序进行处理（当一个后处理 任务完成最终的分析报告后自动跳转的下一个任务)，实现整个过程完全不需要人工干预。
[0035] 对不同的车型的标准模板中所需要元素(如文字、图片、曲线等）有变化的现象，采 取参数化的方法将存在变化的点进行标记，可以轻松的将某车型的标准模板移植到另一车 型上。
[0036] 作为本发明的一个具体实施例，CAE智造系统包括：数据选择模块(能够读取CAE 仿真数据和试验数据)、数据筛选匹配模块、模板库模块、脚本运行模块(能够进行试验数据 处理和CAE仿真数据处理)、结果存储模块(包含试验结果存储和CAE仿真结果存储)、容错 模块、系统设置模块、任务管理模块、快速工具模块、知识库模块、报告编辑模块、帮助模块。
[0037] 系统设置模块用于设置CAE智造的系统参数及变量，所设置的参数将直接传递给 相应的模块。
[0038] 帮助模块用于指导用户操作，包括文字的帮助文档、视频操作演示及软件版本等 信息，不与其他模块发生作用。
[0039] 数据选择模块是用于用户选择数据来源，并将选择的数据传递给数据筛选匹配模 块。
[0040] 数据筛选匹配模块用于将获得的数据信息在模板库模块中匹配相应的模板(匹配 车型及相应分析类型)，并向脚本运行模块提供有限元计算结果文件和/或试验结果数据。
[0041] 任务管理模块用于对提交的后处理任务的提交、排队等管理功能。
[0042] 模板库模块用于存储、编辑、导入导出各种模板，一方面他提供给数据筛选匹配模 块进行筛选，这是为了找到相应模板，模板库中有多个车型的多个工况的模板，数据筛选模 块用以完成匹配模板库中相对应的某车型某工况的模板；另一方面在脚本运行模块运行完 毕后将发送给模板库运行完毕信号，模板库模块提供相应的标准模板，之后将结果存储模 块中的结果数据输入到筛选出来的模板中，输入完毕后向知识库模板发出输入完毕信号。 其中，相应的标准模板即数据筛选匹配模块筛选出的模板。
[0043] 脚本运行模块用于执行相应的脚本命令完成对结果数据的提取(其中，结果数据 是经过脚本运行模块执行后对有限元计算结果文件和/或试验结果文件提取出的图片、曲 线等CAE仿真数据和/或试验数据)，脚本运行模块从模板库筛选出来的模板中获得相应的 脚本命令并执行，执行完毕后将提取出的结果数据输入到结果存储模块中。如果运行脚本 模块中出现错误，则将跳转到容错模块输出出错信息同时跳转到下一任务。
[0044] 结果存储模块用于存储从脚本运行模块输出的信息，当脚本运行模块成功运行完 毕后，将把存储的数据传送给已经筛选出来的模板中。
[0045] 知识库模块用于对输入模板中的结果数据进行智能分析，在模板库模块发出结果 插入完毕信号后被系统命令模块调用，开始执行知识库中的程序，在评分评价后将相应的 信息再次输入到模板中。
[0046] 任务管理模块用于对提交的多个任务进行排队(可以调整顺序)，同时对于已经完 成的任务进行编辑、删除等管理操作。在调整任务进程时，不与其他模块发生作用，当强行 中止某项正在执行中的任务时，将发送给脚本运行模块强制终止的命令。
[0047] 快速工具模块用于快速的对试验数据分解、假人评分，他将试验数据或CAE仿真 数据中的假人数据直接传递给脚本执行模块，执行完毕后结果存储模块将结果反馈回该模 块。
[0048] 报告编辑模块用于在系统已经生成分析报告后，通过该模块可以打开生成的报 告，对其中各种报告元素涉及的脚本及设置进行修改。对于脚本命令和相关设置的修改将 直接传递到模板库中，并直接改变相应模板的脚本命令和设置。
[0049] 如图3所示，作为本发明的一个具体实施例，针对单一任务，CAE智造系统的核心 工作流程如下 ：
[0050] 通过数据选择模块选择CAE仿真数据和/或试验数据，数据传输到数据筛选匹配 模块，进而提取出CAE仿真数据信息(如车型信息、法规信息）和/或试验数据信息(如试验 类型信息)，之后这些信息传递给模板库模块；
[0051] 模板库模块接收到仿真数据信息和/或试验数据信息，并从中选择出适合当前数 据信息的模板，并将对应该车型该工况的脚本命令流传递给脚本运行模块；
[0052] 脚本运行模块接收到相应模板设置的信息，驱动各个独立的脚本命令流完成对 CAE仿真数据和/或试验数据的自动后处理，并将提取出的结果存储到CAE仿真结果存储模 块和/或试验结果存储模块中，其中，CAE仿真结果存储模块和试验结果存储模块是结果存 储模块的两个子模块；
[0053] 在脚本运行完毕后，反馈给模板库模块脚本运行的完毕信息，模板库模块将试验 结果存储模块、CAE仿真结果存储模块中的结果数据输入到已经选好的标准模板中；
[0054] 结果输入完毕后，模板库模块向知识库模块发出输入完毕信号，由知识库模块对 标准模板中相应数值进行评价、打分，其中相应数据即已经输入的结果；
[0055] 知识库模块中运行完毕后，反馈给系统命令模块报告生成完毕的信号，最后输出 相应格式的分析报告，同时系统命令模块将执行跳转指令自动跳转到下一个后处理任务。
[0056] 作为本发明的另一个具体实施例，现以批量自动处理10组CAE仿真数据easel到 caselO为例，介绍CAE智造系统调用各模块生成标准分析报告的过程。
[0057] 步骤1，通过数据选择模块选择easel到caselO的仿真数据(可以在DSY或THP文 件任意选择一个，该模块会自动匹配另一个；如这10组CAE仿真数据在同一文件夹下则可 以选择该文件夹，该模块会将文件夹下的10组仿真数据自动选择)。之后数据选择模块将 这10组数据传递到任务管理模块。
[0058] 步骤2,任务管理模块将这10组数据进行排序，同时向排序的第一个任务(这里假 定为easel)发出执行信号，其余的任务处于等待状态。
[0059] 步骤3,执行信号发出后将easel的数据传输到数据筛选匹配模块，进而提取出车 型信息、法规信息，并将这些信息传递到模板库模块中进行匹配。
[0060] 步骤4,模板库中将接受到的信息在标准模板中进行匹配(这里假定这里匹配到的 是车型253的C-NCAP侧碰标准模板)，同时将车型253的C-NCAP侧碰的脚本命令流传递脚 本运行模块。
[0061] 步骤5,脚本运行模块接收到车型253和C-NCAP侧碰工况的脚本命令流后，驱动其 完成对CAE仿真数据和试验数据的自动后处理，并将提取出的结果文件存储到CAE仿真结 果存储模块与试验结果存储模块中，同时反馈模板库模块脚本运行结束的信号；
[0062] 步骤6,模板库模块在接收到脚本运行完毕的信号后，将CAE仿真结果存储模块与 试验结果存储模块中的结果插入到车型253的C-NCAP侧碰标准模板中，在结果插入并处理 完毕后，向知识库模块发出结果插入完毕信号。
[0063] 步骤7,知识库模块在接收到结果已经插入到标准模板的信号后，开始按照预先设 定好的规则(通过之前在步骤4接收到的信息选出的针对车型253的C-NCAP侧碰的经验） 对插入后的某些数据进行评价及打分(例如对前门内板某个位置的侵入速度曲线，在知识 库中首先对报告中某一页某个位置中的这个前门内板速度曲线进行识别，之后对该曲线按 照该车型C-NCAP侧碰对前门内板某个位置的侵入速度曲线的经验进行评价，评价结果包 括完全合格、可接受、建议优化改进、不可接受等)，之后将评价结果输入到报告中，向系统 命令模块发送评价完毕信号同时输出最终报告。
[0064] 步骤8,系统命令模块接收到评价完毕信号后发出跳转指令。任务管理模块接收到 跳转指令后自动转到任务管理模块中排序中第二个任务(假定为case2)，并发出执行信号。 之后按照步骤3到步骤8循环执行。
[0065] 需要说明的是对于试验数据的后处理过程与上述步骤基本一致，只是在步骤5运 行的是脚本运行模块中的试验数据处理脚本模块(该模块属于脚本运行模块的子模块，另 一个子模块是仿真数据处理脚本模块)。
[0066] 作为一个较佳实施例，通过数据筛选匹配模块，将仿真结果对比时提交的文件分 为Master与Slave类型模式，Slave类型仿真结果将依次和master类型仿真结果文件进 行对比，减少对于多个仿真或试验结果相互对比时重复提交的麻烦。假定需要对比的结果 是：A和1 ;A和2 ;A和3 ;A和4 ;B和1 ;B和2 ;B和3 ;B和4,共8组。其中A、B、l、2、3、4 分别表示不同的仿真或试验结果。如果正常提交的话需要分别提交8组，选择16次。采 用此方式后只需要在Master中选择A和B，在Slave中选择1、2、3和4则提交后自动组合 成A和1 ;A和2 ;A和3 ;A和4 ;B和1 ;B和2 ;B和3 ;B和4,共8组。采用此模式只需要选 择6次，操作较少了 10次。如图4所示，Master list中有三个结果文件Master filel、 Master file2、Master file3, Slave list 中有三个组 Slave group 1>Slave group2、Slave gr〇Up3,则两两组合后将生成九个报告，选择操作大幅减少。
[0067] 对于多个数据对比的后处理过程与上述步骤基本一致，只是在步骤1和步骤2之 间增加一个步骤，通过基础上增加数据筛选匹配模块将后处理任务按照组的形式（如图4 所示）提交到任务管理模块。
[0068] 虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然并非用以限定本发明实施的范围，依据 本发明的权利要求书及说明内容所作的简单的等效变化与修饰，仍属于本发明技术方案的 范围内。
【权利要求】
1. 一种CAE智造系统，其特征在于，包括模板库模块、脚本运行模块和知识库模块，其 中， 所述模板库模块用于存储、编辑、导入、导出各种模板，根据所接收到的信息进行模板 匹配，以及向所述脚本运行模块和所述知识库模块发送匹配完毕的信息，所述模板具有与 之相应的脚本命令； 所述脚本运行模块根据所述匹配完毕的信息，执行相应的脚本命令生成结果数据； 所述模板库模块还用于将所述脚本运行模块所生成的结果数据输入到对应模板中，同 时调用所述知识库模板； 所述知识库模块用于对输入模板中的结果数据进行智能分析，在完成智能分析后将相 应的信息再次输入到模板中。
2. 根据权利要求1所述的CAE智造系统，其特征在于，还包括数据选择模块和数据筛选 匹配模块， 所述数据选择模块用于选择数据来源并读取数据，并将读取的数据传递给所述数据筛 选匹配模块， 所述数据筛选匹配模块用于从所述数据选择模块获得的数据中提取信息，并将信息传 递给所述模板库模块， 所述模板库模块根据所接收到的信息进行模板匹配，匹配完毕后，将与匹配结果相关 的信息传递所述脚本运行模块和所述知识库模块。
3. 根据权利要求2所述的CAE智造系统，其特征在于，由所述数据选择模块读入的数据 为多组， 所述CAE智造系统还包括任务管理模块， 所述数据选择模块还用于将读入的多组数据传递给所述任务管理模块并形成对应的 后处理任务，所述任务管理模块用于对所述后处理任务进行提交、排队管理， 在所述数据筛选匹配模块从所述数据选择模块获得的数据中提取信息前，所述数据筛 选匹配模块还用于对多组数据进行组合。
4. 根据权利要求3所述的CAE智造系统，其特征在于，还包括结果存储模块，所述结果 存储模块用于存储从所述脚本运行模块输出的结果数据。
5. 根据权利要求4所述的CAE智造系统，其特征在于，还包括系统命令模块，所述脚本 运行模块向所述模板库模块传递脚本运行完毕信号，所述模板库模块将所述结果存储模块 中的结果数据插入到对应模板中，完成插入后，向所述知识库模块发出结果数据插入完毕 信号，所述知识库模块完成智能分析后向系统命令模块发送分析完毕信号，同时输出报告， 输出报告完毕后向系统命令模块发出跳转信号，系统命令模块中的指向指令自动转到所述 任务管理模块的排序队列中第二个任务，并向脚本运行模块发出执行信号。
6. 根据权利要求5所述的CAE智造系统，其特征在于，还包括容错模块，所述容错模块 用于所述CAE智造系统或源数据出现错误时提醒用户，并避免程序死循环。
7. 根据权利要求5所述的CAE智造系统，其特征在于，还包括报告编辑模块，所述报告 编辑模块用于对所生成的CAE分析报告进行修改。
8. 根据权利要求2至6中任一权利要求所述的CAE智造系统，其特征在于，还包括参数 修改模块，所读取的数据为CAE仿真数据或试验数据，所述参数修改模块用于修改CAE仿真 数据或试验数据。
9. 根据权利要求2至6中任一权利要求所述的CAE智造系统，其特征在于，还包括系统 设置模块，用于设置系统参数和变量。
10. 根据权利要求2至6中任一权利要求所述的CAE智造系统，其特征在于，还包括帮 助模块，所述帮助模块包括文字帮助文档、视频操作演示及软件版本信息，用于指导用户操 作。
【文档编号】G06F9/455GK104123401SQ201310155839
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2013年4月28日 优先权日:2013年4月28日
【发明者】李大鹏, 刘静岩, 李淑珊, 卢放, 吴晓飞, 辜刚成, 王东晨, 俞彬 申请人:一汽-大众汽车有限公司