基于EKM的仿真数据管理系统解决方案.docx
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基于EKM的仿真数据管理系统解决方案
基于ANSYSEKM产品
仿真数据管理平台
1.企业协同仿真平台蓝图
企业中存在多种形式的仿真模式：
单人单机仿真模式即涉及到多领域多工况的仿真任务由单人完成；部门级仿真模式即同一仿真项目由多人协同完成；企业级仿真模式即同一项目由多部门、多人协同完成。
根据不同仿真模式面临的挑战，提供三种应用模式的协同仿真平台解决方案。
通过对各种CAD/CAE软件、自研程序进行有机整合，对仿真数据进行有效管理，构建集成化的仿真计算执行环境；通过规范各仿真分析流程，提供分布式的数据存储与服务，构建基于部门或企业的综合仿真业务体系。
协同仿真平台核心功能价值如下：
⏹提供分布式协同工作环境和数据存储，高效协同
⏹流程可视化定义，任务自动流转，提高仿真效率
⏹实时监控流程，随时掌握项目进展及动态
⏹数据集中规范管理，自动抽取元信息，多维检索，减少大量查找数据时间
⏹丰富的访问权限及数据安全管理，保护知识产权
⏹创建可重用模板，简化操作，封装经验，积累知识，增强软件工具易用性
⏹集成软件工具，数据无缝传递，分析过程自动化
⏹提供三种平台部署模式（个人模式、基础共享模式、增强共享模式），可根据企业仿真组织形式及流程成熟度灵活部署
协同仿真平台主要由EKM数据管理及Workbench仿真工具应用集成环境组成，通过EKM进行仿真流程及仿真过程数据的管理，仿真流程中的仿真任务可由Workbench或其他仿真工具软件执行。
ANSYSEKM仿真数据管理平台：
能够实现仿真数据的多维度统一管理，并通过任务流程系统实现仿真项目、流程的有效管理，实现仿真人员、仿真任务、数据之间的高效协同。
ANSYSWorkbench仿真工具应用集成环境：
打通工具软件间的数据关联，集成仿真过程中使用的仿真工具，形成统一的仿真客户端应用环境。
2.企业协同仿真平台之EKM：
仿真数据管理系统
⏹分布式协同工作环境和数据存储，高效协同
⏹可视化的方式定义流程，任务自动流转，提高效率
⏹流程可实时监控，随时掌握项目进展及动态
⏹数据集中规范管理，快速获取数据，减少数据查找时间
⏹积累、重用仿真历史数据
⏹丰富的访问权限及数据安全管理，保护知识产权
⏹
人工环境下的仿真数据管理
定义仿真流程重用模板，规范仿真流程
⏹信息、知识的有效传递
⏹面向工程定制应用程序，降低软件使用门槛
⏹远程服务器进行参数优化和Whatif研究，实现网络在线仿真
⏹三种平台部署模式（个人模式、基础共享模式、增强共享模式），可根据企业仿真组织形式及流程成熟度灵活部署
EKM环境下的仿真数据管理
3.EKM平台架构与功能
3.1产品架构与核心模块
图1EKM产品架构
图EKM核心模块
ANSYSEKM是美国ANSYS公司基于企业仿真现状提出的仿真工作管理解决方案。
主要具备以下核心功能：
⏹EKM提供企业仿真文件的统一管理服务，并提供仿真数据（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。
⏹EKM工作流系统规范仿真任务执行，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。
⏹EKM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。
3.2
系统部署
ANSYSEKM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。
⏹EKM基于B/S及C/S软件架构
⏹支持多种操作系统，如Windows®,Linux®等
⏹
图2EKM系统部署图
图2EKM系统部署
支持各类J2EE应用服务器，如JBoss,IBM®WebSphere®,BEA®WebLogic®等
⏹支持各类关系数据库系统，如MySQL™,DB2®,Oracle®,Microsoft®SQLServer等
⏹EKM集群服务器
ØEKM应用服务器可与数据库服务器、文件服务器分离，分别部署在不同的主机上
Ø每个EKM应用服务器可直接与公共的文件服务器、数据库服务器进行连接
图3EKM集群服务器部署
⏹分布式存储
ØEKM支持数据分布式存储在多个地区
ØEKM支持两种不同的数据传输模式：
✓标准传输模式：
使用本地高速缓存服务上传至中央服务器
✓即时访问模式：
需要时从多个工作空间或数据仓库中检索和访问数据
3.3三种部署应用模式
根据企业仿真组织形式和仿真流程成熟度，ANSYSEKM提供三种不同的部署应用模式。
图4EKM应用模式
⏹个人模式
Ø适用于单一用户仿真数据管理
Ø本机访问模式，直接从Workbench\EKM网络客户端\EKMDesktop访问
Ø支持数据工作区管理
Ø没有服务模式
Ø支持Derby数据库
⏹基础共享模式
Ø适用于独立部门仿真业务体系如仿真部门（科室/小组）
Ø支持网络访问模式及多用户访问
Ø可直接从Workbench\EKM网络客户端\EKMDesktop访问
Ø服务需要启动和关闭
Ø支持LDAP/AD验证
Ø支持邮件集成\RSM集成\PDM集成
Ø支持Derby数据库，不支持外部数据库
Ø不支持集群服务及网站服务器集成
Ø用户数量有限（不多于10人）
⏹增强共享模式
Ø适用于多部门、多人仿真综合体系
Ø包括所有基础共享版功能
Ø支持网络访问模式及多用户访问
Ø支持MySQL,DB2,Oracle数据库及外部数据库
Ø支持集群服务及网站服务器集成
Ø用户数量无限
表1三种应用模式功能对比表
功能要素
个人模式
基础共享模式
增强共享模式
用户数
1
不多于10人
无限
启动模式
没有服务模式
明确的服务启动和关闭模式
明确的服务启动和关闭模式
网络访问
无
有
有
多用户访问
无
有
有
LDAP/AD验证
无
有
有
邮件集成
无
有
有
RSM集成
无
有
有
PDM集成
无
有
有
分布式文件缓存
无
有
有
支持数据库
Derby
Derby
MySQL,DB2,Oracle
支持外部数据库
无
无
有
集群服务
无
无
有
网站服务器集成
无
无
有
、
4.系统管理
4.1安全和访问控制
EKM提供多种访问及权限机制，保障数据安全。
⏹
用户权限管理
Ø基于对象的权限设置
Ø支持的权限类型包括：
读取、创建、删除、下载、修改、完全控制、生命周期
Ø
图5EKM中的用户权限
支持用户、用户组定义
Ø支持Windows域服务器/LDAP集成
⏹工作空间管理
Ø支持创建多个独立的数据分区
Ø各分区可独立地配置和管理数据、用户及用户组
⏹生命周期管理
Ø数据生命周期指一个数据对象在它有限的生命时间内所经历的阶段的集合
Ø对存在于一个特殊阶段的对象，可应用某些生命周期策略，如权限、自动删除设置等
4.2自动提醒
⏹用户可以设置对某一特定对象的事件提醒，如创建、更新、删除、移动等
⏹当事件触发时可以给通知列表中的人员发送邮件
5.数据管理模块
EKM以对象的方式存储与管理数据，能够识别大量CAE仿真及通用数据文件格式，并提供了对数据的丰富操作。
EKM的安全与权限机制保障了数据存储与访问的安全性。
同时，EKM还提供了多种附加的CAE和PLM/PDM系统接口。
图6数据管理界面
5.1数据对象及属性
⏹数据对象
Ø数据在EKM中以对象的方式存储，而对象通过各种数据类型定义，包括EKM本身支持的类型和用户自定义类型
ØEKM支持的数据类型包括CAE仿真数据文件类型（ANSYS产品家族、Abaqus、Nastran等）、常用数据文件类型（.txt,.doc,.pdf,.ppt,.xml等）等
Ø用户自定义数据类型
Ø可对EKM本身支持的数据类型进行扩充
⏹数据属性
ØEKM支持三种类型的数据属性，包括系统创建的属性，抽取的属性和用户自定义属性
Ø系统创建的属性指EKM自动创建的属性，如名称、类型、大小、修改日期、作者等
Ø抽取的属性指文件上传至EKM数据仓库过程中，系统从EKM本身支持或客户自定义的CAE仿真文件中抽取的属性
Ø
用户自定义属性指用户可以编辑的对象属性，如图片、描述等
5.2数据管理功能
⏹上传与下载
Ø支持基于HTTP/浏览器方式传输数据
Ø支持通过客户端（EKMDesktop）方式批量传输数据
Ø支持文件上传过程中自动抽取元数据
⏹
图7数据对象的基本操作
基本数据操作
Ø
支持数据的创建、查看、修改、删除、拷贝、移动和重命名等基本数据操作
⏹数据依存关系
Ø系统可以跟踪数据对象之间的关联关系，并图形化地显示
⏹数据检索
Ø
图8数据依存关系
支持.txt、.doc、.pdf、.ppt、.xml、.rtf和.html等常用数据文件的关键字检索
Ø支持基于对象属性进行检索
Ø支持使用AND/OR等逻辑关系定义复杂的表达式，缩小属性搜索范围
Ø支持对搜索的对象类型进行过滤
Ø支持检索结果的保存、编辑和重新运行
图9高级检索：
过滤搜索的对象类型
⏹
数据版本管理
Ø支持针对对象的版本控制：
添加、修改、识别、移除
Ø支持创建版本分支
Ø支持恢复先前版本
Ø支持获取版本拷贝
Ø
图10数据对象的检入检出
支持查看修订历史
Ø支持访问已保存版本
Ø支持对象的锁定和和解锁
Ø支持对象的检入和检出
⏹数据生命周期管理
Ø生命周期是指一个数据对象在它有限的生命时间内所经历的阶段的集合
Ø
如果一个EKM对象存在于一个特殊的阶段，某些生命周期的策略，比如权限和自动删除的设置就可以应用在该对象上和它的子对象上，通过转变数据生命周期阶段，实现数据相关属性的改变
Ø支持UI方式或通过XML编辑器定义数据生命周期
图11数据生命周期管理
5.3数据处理功能
⏹元数据抽取
Ø
元数据指组成数据的数据，如CAE仿真文件中的模型信息（节点数、单元数、质量等）
Ø数据上传时自动执行，系统通过其支持的仿真软件接口自动抽取元数据
Ø支持的仿真软件接口包括FLUENT、ANSYS、WORKBENCH、CFX、Abaqus、Nastran、Simplorer、Polyflow等
Ø上传中自动生成仿真细节报告
⏹数据挖掘
Ø
图12Workbench项目文件自动抽取元数据
支持针对仿真结果文件提取元数据，形成数据挖掘报告
Ø
当前支持的仿真文件类型：
ANSYSMechanicalAPDL结果文件（.rst,.rth,.rfl,.rmg）、CFX结果文件（.res）、FLUENT数据文件（.dat）和POLYFLOW输出文件（.uns）
⏹报告生成
Ø支持生成数据对比报告
Ø
图13数据挖掘报告
支持生成仿真细节报告
Ø支持生成数据挖掘报告
Ø多个报告可合并形成报告集
Ø报告支持XML、PDF和EXCEL格式
⏹DOE和优化
Ø
包含DOE和优化的Workbench项目可以在EKM中运行，进行what-if研究
Ø客户端无须安装Workbench，可实现在线仿真
5.4数据展示功能
⏹
图14DOE和优化
数据看板
Ø支持显示用户感兴趣数据对象的实时视图
图15数据看板
5.5数据接口功能
⏹其他CAE接口
Ø支持对ABAQUS、NASTRAN等第三方软件的数据文件进行解析
⏹PLM/PDM系统接口
Ø支持EKM与PLM/PDM系统之间
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