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仿真流程和数据管理对提高仿真工作效率和积累仿真知识的作用越来越重要。本文首先分析了企业仿真过程中存在的主要问题，之后介绍了ANSYS仿真流程数据管理平台ANSYS EKM的产品架构和主要功能特点，并对该平台的典型应用做了简要介绍。

1 引言

 近十几年来，仿真在产品设计研发过程中扮演者越来越重要的角色，仿真活动帮助企业提高了产品研发的效率，降低了成本，缩短了产品的上市时间。各个企业也都成立了专门的仿真部门，仿真人员的数量也大幅增加。伴随着仿真工作的深入和广泛的展开，很多问题也浮现出来，造成仿真工作效率相对偏低，重复劳动多，仿真知识无法进行有效地积累和重用等。总结其原因，大致可分为以下两方面：

数据管理问题

企业在物理样机设计阶段，进行的仿真数量急剧上升，由此产生的仿真数据也在急剧增长，企业面临如何管理这些仿真数据的问题；仿真分析产生的数据文件较CAD系统的数据文件更加庞大，同时仿真分析还有非常复杂的流程，这使得一般的解决方案无法很好解决仿真数据管理所面对的问题。而仿真数据无法进行有效地管理，也导致在仿真过程中形成的知识无法进行有效积累，很难实现知识的积累和重用。

流程管理问题

随着产品结构复杂性的不断提高，仿真问题的规模越来越大，涉及的学科越来越多。往往一个大规模的仿真问题，涉及结构、流体、电磁等多个学科，涉及的软件和程序甚至有几十款之多，可能有数十名仿真人员都需要参与其中。这样，在仿真工作开始之前制定高效的仿真流程，并通过有效手段保证仿真活动的有效执行，并将特定问题的仿真流程形成知识并积累，是十分重要的工作。但是目前并没有非常有效地手段。

 ANSYS EKM正是针对上述问题提供的仿真流程数据管理平台，该平台提供三个紧密耦合的服务：流程管理、数据管理和系统管理，这些服务共同构成企业仿真解决方案。

2 仿真流程数据管理平台架构

ANSYS EKM是基于J2EE标准开发的应用系统，具有柔性的系统架构，能够支持主流的各种系统和环境。ANSYS EKM的三层架构分别提供仿真数据管理、仿真流程管理功能，并提供丰富的开发手段实现用户个性化定制。

ANSYS EKM提供统一管理企业仿真数据的服务器，并提供仿真数据——包括模型文件、结果文件、报告等的上传下载、检索、版本管理、元数据管理、数据报告等功能，能够让用户随时获得现在和历史的仿真数据信息，实现全方位仿真数据管理。

ANSYS EKM的工作流系统规范了仿真任务执行，保证正确的数据传递到正确的仿真人员，并且使仿真人员工作目的更加明确，从而有效提高仿真工作的效率。

此外，EKM提供的柔性扩展机制能够将特定仿真流程固化，简化仿真过程。并能够与企业现有应用系统进行集成，实现大规模应用。

3 仿真流程数据管理平台主要功能

仿真流程数据管理平台ANSYS EKM主要包括三部分功能：仿真数据管理、仿真流程管理和系统管理。

3.1 仿真数据管理

仿真数据的主要特点是数据信息量大，数据种类多。仿真流程数据管理平台提供丰富的仿真数据管理功能，能够有效地对仿真数据进行有效管理。

基本数据管理：平台提供基本数据管理功能。通过一个统一的网络化数据库进行仿真文件的集中存储和管理，每个仿真文件按照对象树的方式进行保存，并提供基本数据管理操作，如创建、查看、更新、删除、拷贝、移动、重命名等等。平台提供仿真数据文件批量上传下载功能。

仿真信息（元数据）管理：平台提供仿真信息（元数据）提取，使用者能够根据仿真文件相关的元数据了解仿真文件的大致信息，而无需下载和打开庞大的仿真文件，从而提高仿真文件的使用效率。

高级数据检索：平台提供了丰富的数据检索手段，保证仿真文件能够被高效利用。平台提供对仿真数据的模糊检索和基于元数据的结构化检索，保证使用者能够快速锁定期望的仿真数据。

数据权限管理：为了保证仿真数据的安全性，平台提供了细致的权限控制功能，能够提供具体到每个数据对象的权限控制，保证特定的数据只针对特定用户（组）开放。

数据版本控制：平台还提供仿真数据的版本控制机制，通过检入、检出操作实现对仿真数据进行版本控制，保证数据的可追溯性。

3.2 仿真流程管理

仿真流程数据管理平台针对仿真活动中人与人之间的协同，提供了流程管理功能。通过流程管理，能够将特定仿真任务进行任务分解，将每个具体的仿真任务指派到人，仿真活动的中的每个执行人都需要登录平台，领取分配给其的仿真任务并执行任务，随后提交仿真结果。通过这一系列的操作，规范了仿真活动的执行，提高了仿真活动执行效率。

流程定义：平台提供可视化的流程定义客户端，支持用户通过拖拽的方式创建流程任务节点和节点之间的数据传递关系。并支持流程定义文件的导入和导出，保证仿真流程以知识的形式存在于仿真数据库中，以便后续重用。

流程执行引擎：平台提供流程执行引擎驱动仿真流程的流转，自动实现任务之间的数据传递。平台中的仿真流程支持人工任务和自动任务。人工任务要求任务的执行人登陆系统，根据系统的提示完成分配的仿真任务，这种方式具有很大的灵活性，仿真人员只需要提交相关的仿真结果，而仿真过程则根据自己的经验和习惯完成。自动任务则将特定的仿真过程封装在后台，每当执行到自动任务节点时，系统根据传入的数据自动调用并完成仿真任务，同时提交预定义的仿真数据，这种方式的优势在于实现了特定仿真任务的自动化，形成了可重用的仿真任务组件，形成了企业仿真知识的积累。

流程监控：平台提供流程监控功能实现管理者对整个仿真过程的总体监控，保证仿真工作能够在可控的范围内展开。

3.3 系统管理及扩展

系统管理和扩展提供了柔性的框架保证平台能够融入企业现有信息化系统中。

系统管理：仿真流程数据管理平台提供了仿真人员组织结构管理，能够定义不同的用户和用户组。同时提供一系列的系统管理功能如系统日志、邮件提醒设置等。

系统扩展：为了实现与企业现有系统的融合，平台提供丰富的二次开发接口实现客户化应用的定制开发。同时提供现成的PDM数据接口，支持与PDM系统进行数据同步。

4 典型应用 

4.1 统一管理管理仿真数据

仿真数据文件数量多，容量大。ANSYS EKM提供专门的仿真数据管理服务器，保证仿真数据的集中管理。针对各类数据，EKM系统能够自动抽取数据的元信息，并支持通过元信息进行检索。并通过数据权限管理保证数据的安全。同时，EKM提供专门的接口与PDM系统和外部文件系统进行数据同步，从而形成立体化的数据管理解决方案。

4.2 规范仿真分析流程

利用EKM能够通过定义流程模板，将仿真任务进行分解，将具体分析任务指派到各个分析工程师，并规范化分析要求和数据信息传递，使仿真主管能够对仿真任务进行总体把握，仿真工程师对自己的任务也更明确，数据获取也更加容易。同时，对于一些固化的分析过程，EKM还提供自动流程功能，自动调用仿真工具执行预定义的分析过程，实现高效的仿真分析流程。

4.3 分析模板和应用封装

利用EKM提供的二次开发接口，有经验的分析工程师能够将一些具体的、流程化的分析过程进行封装，并形成图形化的界面。使用者只需要在界面上输入特定的参数，就能够自动执行分析过程。这样既能够降低仿真工具的使用门槛，同时也能够使高水平的仿真工程师能够有精力完成更高级的仿真工作。使仿真工作能够给企业带来更多的价值。