集成開發(fā)解決方案 Integrated solution
1. 引言
集成開發(fā)是指通過整合軟件開發(fā)全流程（需求分析、設(shè)計、編碼、測試、部署、運維）的工具、平臺、方法論和服務(wù)，形成一套標準化、自動化的開發(fā)體系，以提高研發(fā)效率、降低成本、保證質(zhì)量，并實現(xiàn)項目的全生命周期管理。
海基科技集二十多年工程研發(fā)、項目咨詢的經(jīng)驗，結(jié)合先進的 IT 技術(shù)，并采用符合國際規(guī)范的項目管理機制和開發(fā)方法論，能夠為客戶提供國內(nèi)領(lǐng)先的 CAD/CAE 集成開發(fā)和專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)服務(wù)，幫助客戶提升研發(fā)效率、縮短產(chǎn)品研制周期、降低產(chǎn)品研制費用、沉淀研發(fā)經(jīng)驗，使其在激烈的產(chǎn)品競爭中處于領(lǐng)先地位。
2. 海基典型集成開發(fā)應(yīng)用方向
1)?自研程序定制開發(fā)與封裝集成：包括梳理分析復(fù)雜問題的關(guān)系式、試驗與仿真數(shù)據(jù)，建立并驗證數(shù)學(xué)模型，將其代碼實現(xiàn)形成專業(yè)應(yīng)用程序；協(xié)作解讀專業(yè)算法，進行架構(gòu)和程序設(shè)計優(yōu)化，開展程序編碼與性能優(yōu)化；開發(fā)建模、運行監(jiān)視、結(jié)果查看等前后處理 GUI，定制輸入輸出數(shù)據(jù)格式，設(shè)計軟件操作界面，開發(fā)與外部程序或商用軟件的交互接口。
2)?CAE軟件接口開發(fā)及功能拓展：針對 Catia、UG、Creo 等多種 CAD軟件，以及Ansys Workbench、Abaqus、STAR-CCM+、SimericsMP+、Barracuda、Flow-3D、Actran、Flomaster等多學(xué)科CAE 軟件，根據(jù)業(yè)務(wù)需求探索確定數(shù)學(xué)模型與專用算法，利用軟件的 API、UDF 等功能開發(fā)專用分析功能模塊，擴充材料物性、邊界載荷等支撐數(shù)據(jù)庫；解讀文件格式，編制單向或雙向數(shù)據(jù)傳遞接口程序，實現(xiàn)多學(xué)科分析以及自研代碼與商用軟件的聯(lián)合分析；改進軟件針對特定應(yīng)用的前后處理能力，定制分析模板，梳理并自動化執(zhí)行仿真分析流程。
3)?專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)與體系建設(shè)：通過流程封裝、界面封裝、軟件集成、數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)集成等手段，為客戶量身定制專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)，實現(xiàn)計算業(yè)務(wù)自動化和業(yè)務(wù)過程高效管控，降低 CAE 技術(shù)使用門檻，完成經(jīng)驗知識積累和傳承，提高工作效率。
4)?基于AI的仿真降階在線監(jiān)測平臺開發(fā)：深度融合人工智能與仿真降階技術(shù)，以高效、精準、智能的方式實現(xiàn)對復(fù)雜設(shè)備及系統(tǒng)的實時監(jiān)測與分析，并提供全方位的數(shù)據(jù)洞察與決策支持。
3.?成功案例
01/試驗數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)：?；萍甲灾餮邪l(fā)的Hi-Key D3試驗數(shù)據(jù)管理平臺，采用大數(shù)據(jù)架構(gòu)增強系統(tǒng)的可靠性、高效性和容錯性?？蓪崿F(xiàn)種類繁多的試驗設(shè)備、試驗臺架和不同專業(yè)試驗數(shù)據(jù)及試制數(shù)據(jù)的管理。試驗數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的管理對象包括：任務(wù)管理（流程管理、任務(wù)管理、問題管理、設(shè)備排單管理）、資源管理（設(shè)備管理、樣車管理、人員管理、庫房管理）、知識管理（文檔管理、經(jīng)驗積累）、試驗管理（試驗輸入、試驗實施、數(shù)據(jù)管理、報告管理）、試制管理（試制輸入、試制過程管理、交付物管理）。
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02/ 系列軟件圖形化建模及調(diào)試工具: 在能源動力領(lǐng)域，?；槍τ脩舻膶I(yè)需求和已有算法，開發(fā)了一系列圖形化建模工具，可實現(xiàn)相關(guān)模型的圖形化組態(tài)模型搭建和調(diào)試，封裝典型的流程模板以支持實現(xiàn)仿真的自動化，實現(xiàn)元件可配置、元件庫及元件屬性幾何自定義、材料庫擴充等功能，還可支持與客戶自研仿真平臺集成。軟件具有可?？康拇绑w結(jié)構(gòu)、拖拽建模等強大功能，操作可撤銷和重做，支持自動備份，在性能上也進行了極大優(yōu)化，大幅提高了用戶建模效率。
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03/ 基于Flomaster的熱流仿真分析平臺：基于一維熱流體仿真平臺Flomaster進行二次開發(fā)，可實現(xiàn)如下功能：
–?專業(yè)定制化的友好操作界面，實現(xiàn)各專業(yè)系統(tǒng)建模設(shè)計輸入結(jié)構(gòu)化、設(shè)計流程智能化、設(shè)計輸出數(shù)字化
–?從管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計建模（PDS/S3D/PDMS）到Flomaster建模過程的自動化，包括管網(wǎng)搭建與參數(shù)設(shè)置自動化
–?從元器件（泵、風機、閥、阻力元件等）性能曲線仿真計算（SimericsMP+）到Flomaster數(shù)據(jù)曲線自動創(chuàng)建
–?Flomaster仿真計算的封裝，對元件、工況、求解、后處理進行更智能、快速的自動化封裝
–?支持Flomaster與AMESIM的多系統(tǒng)聯(lián)合仿真
–?基于Flomaster計算結(jié)果與軸向力計算程序?qū)崿F(xiàn)燃氣輪機軸向力平衡計算
–?用戶常用計算公式的集成和自定義計算公式，基于工作流的質(zhì)保審核，常用設(shè)備的選型計算
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圖 3 1?一維熱流體仿真分析平臺
04/ CSOLink葉輪機械優(yōu)化設(shè)計平臺：葉輪機械優(yōu)化設(shè)計平臺依托專業(yè)葉輪機械參數(shù)化設(shè)計工具CFturbo、專業(yè)葉輪機械流體仿真工具SimericsMP+、AI智能優(yōu)化分析工具OASIS 等的先進技術(shù)，為葉輪機械優(yōu)化設(shè)計提供全流程的自動化解決方案。平臺將葉輪機械優(yōu)化設(shè)計過程中的流程、方法、知識、工具進行封裝，打通各專業(yè)軟件數(shù)據(jù)接口，簡化葉輪機械優(yōu)化流程，實現(xiàn)泵、風機、壓縮機、渦輪等葉輪機械優(yōu)化設(shè)計的流程化、自動化和智能化。
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05/整車空氣動力學(xué)數(shù)據(jù)庫與仿真自動化系統(tǒng)：通過對空氣動力學(xué)仿真分析軟件（Sucptor、Hypermesh、STAR-CCM+、UFX、Paraview）和優(yōu)化軟件（Heeds）的集成和二次開發(fā)，形成完善的空氣動力學(xué)仿真自動化和優(yōu)化系統(tǒng)，實現(xiàn)空氣動力學(xué)仿真和優(yōu)化自動化。具體功能包含：仿真與試驗數(shù)據(jù)庫建立、氣動模型的參數(shù)化、網(wǎng)格處理、參數(shù)設(shè)置、求解計算、后處理分析的自動執(zhí)行、多變量多目標自動尋優(yōu)、異地高性能硬件資源的PBS遠程調(diào)度及報告自動生成。
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06/基于Barracuda的典型窯爐在線仿真平臺：通過集成專業(yè)流態(tài)化及化學(xué)反應(yīng)分析軟件Barracuda，開發(fā)針對不同窯爐的仿真分析模板，實現(xiàn)針對多個類型窯爐的幾何創(chuàng)建、網(wǎng)格劃分、模型設(shè)置、求解及后處理的自動化分析流程。通過上位機獲取實物設(shè)備的監(jiān)測信息，傳遞至仿真機進行在線仿真，實時監(jiān)控相關(guān)后處理結(jié)果，判斷窯爐的運行狀態(tài)，進而對窯爐操作條件進行快速調(diào)整，以保持最佳的運行效率。
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07/基于Flow3D的設(shè)計仿真一體化平臺：通過集成專業(yè)自由液面CFD仿真分析工具Flow-3D及參數(shù)化建模工具Catia，實現(xiàn)低溫儲罐的參數(shù)化建模、網(wǎng)格劃分、模型設(shè)置（蒸發(fā)相變、傳熱、湍流等）、六自由度晃動載荷施加、求解及后處理結(jié)果展示等功能，快速提升低溫儲箱晃動蒸發(fā)相變模擬的建模效率和計算精度，有效評估低溫儲箱在特殊運動過程中的壓力、溫度、組分等多物理場變化情況，為方案優(yōu)化提供有力的數(shù)據(jù)支撐。
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08/容積泵設(shè)計及多學(xué)科分析平臺：通過開發(fā)統(tǒng)一的設(shè)計仿真一體化操作界面，用戶通過在界面上執(zhí)行相應(yīng)的操作命令即可實現(xiàn)產(chǎn)品的參數(shù)化設(shè)計和多學(xué)科仿真的自動執(zhí)行，打通SimericsMP+流體仿真與Abaqus結(jié)構(gòu)仿真之間的數(shù)據(jù)接口，使設(shè)計仿真任務(wù)規(guī)范化、標準化、流程化。通過對設(shè)計、仿真數(shù)據(jù)進行有效管理和分析，基于機器學(xué)習算法構(gòu)建容積泵設(shè)計參數(shù)與性能數(shù)據(jù)的快速預(yù)估模型，指導(dǎo)產(chǎn)品的快速設(shè)計。
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09/多人協(xié)作報告數(shù)字化平臺：開發(fā)在線Office多人協(xié)作報告數(shù)字化平臺，實現(xiàn)目錄章節(jié)及編制人員指派、多專業(yè)協(xié)同報告編制、報告自動排版、圖表序號自動鏈接、數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)自動引用、報告章節(jié)模板庫等功能 。
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10/重大工程材料服役安全研究評價設(shè)施開放共享配套平臺：根據(jù)中心共享配套平臺的功能需求進行功能模塊的設(shè)計和實施，實現(xiàn)中心的試驗管理、科研支撐、園區(qū)管理、客戶支持、門戶網(wǎng)站等功能，滿足試驗裝置以及相關(guān)資源開放共享的需求。
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11/基于AI的仿真降階在線監(jiān)測平臺：以某關(guān)鍵設(shè)備運行為對象，構(gòu)建該設(shè)備幾何參數(shù)化建模、結(jié)構(gòu)有限元仿真、仿真結(jié)果提取展示及基于ASME標準的蠕變疲勞損傷計算全流程自動化?；谠撟詣踊鞒碳袄〕⒎讲蓸訕?gòu)建該設(shè)備結(jié)構(gòu)有限元仿真的樣本庫，采用AI深度機器學(xué)習等算法創(chuàng)建結(jié)構(gòu)仿真的降階模型，實現(xiàn)該關(guān)鍵設(shè)備的快速結(jié)構(gòu)仿真預(yù)測及蠕變疲勞損傷計算。通過接入現(xiàn)場設(shè)備運行數(shù)據(jù)，實現(xiàn)該設(shè)備的在線運行狀態(tài)監(jiān)測及警告機制，為設(shè)備的安全穩(wěn)定運行保駕護航。
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