集成开发解决方案 $class.en$
1. 引言
集成开发是指通过整合软件开发全流程（需求分析、设计、编码、测试、部署、运维）的工具、平台、方法论和服务，形成一套标准化、自动化的开发体系，以提高研发效率、降低成本、保证质量，并实现项目的全生命周期管理。
海基科技集二十多年工程研发、项目咨询的经验，结合先进的 IT 技术，并采用符合国际规范的项目管理机制和开发方法论，能够为客户提供国内领先的 CAD/CAE 集成开发和专业应用系统建设服务，帮助客户提升研发效率、缩短产品研制周期、降低产品研制费用、沉淀研发经验，使其在激烈的产品竞争中处于领先地位。
2. 海基典型集成开发应用方向
1) 自研程序定制开发与封装集成：包括梳理分析复杂问题的关系式、试验与仿真数据，建立并验证数学模型，将其代码实现形成专业应用程序；协作解读专业算法，进行架构和程序设计优化，开展程序编码与性能优化；开发建模、运行监视、结果查看等前后处理 GUI，定制输入输出数据格式，设计软件操作界面，开发与外部程序或商用软件的交互接口。
2) CAE软件接口开发及功能拓展：针对 Catia、UG、Creo 等多种 CAD软件，以及Ansys Workbench、Abaqus、STAR-CCM+、SimericsMP+、Barracuda、Flow-3D、Actran、Flomaster等多学科CAE 软件，根据业务需求探索确定数学模型与专用算法，利用软件的 API、UDF 等功能开发专用分析功能模块，扩充材料物性、边界载荷等支撑数据库；解读文件格式，编制单向或双向数据传递接口程序，实现多学科分析以及自研代码与商用软件的联合分析；改进软件针对特定应用的前后处理能力，定制分析模板，梳理并自动化执行仿真分析流程。
3) 专业应用系统开发与体系建设：通过流程封装、界面封装、软件集成、数据库、系统集成等手段，为客户量身定制专业应用系统，实现计算业务自动化和业务过程高效管控，降低 CAE 技术使用门槛，完成经验知识积累和传承，提高工作效率。
4) 基于AI的仿真降阶在线监测平台开发：深度融合人工智能与仿真降阶技术，以高效、精准、智能的方式实现对复杂设备及系统的实时监测与分析，并提供全方位的数据洞察与决策支持。
3. 成功案例
01/试验数据管理系统：海基科技自主研发的Hi-Key D3试验数据管理平台，采用大数据架构增强系统的可靠性、高效性和容错性。可实现种类繁多的试验设备、试验台架和不同专业试验数据及试制数据的管理。试验数据管理系统的管理对象包括：任务管理（流程管理、任务管理、问题管理、设备排单管理）、资源管理（设备管理、样车管理、人员管理、库房管理）、知识管理（文档管理、经验积累）、试验管理（试验输入、试验实施、数据管理、报告管理）、试制管理（试制输入、试制过程管理、交付物管理）。
02/ 系列软件图形化建模及调试工具: 在能源动力领域，海基针对用户的专业需求和已有算法，开发了一系列图形化建模工具，可实现相关模型的图形化组态模型搭建和调试，封装典型的流程模板以支持实现仿真的自动化，实现元件可配置、元件库及元件属性几何自定义、材料库扩充等功能，还可支持与客户自研仿真平台集成。软件具有可停靠的窗体结构、拖拽建模等强大功能，操作可撤销和重做，支持自动备份，在性能上也进行了极大优化，大幅提高了用户建模效率。
03/ 基于Flomaster的热流仿真分析平台：基于一维热流体仿真平台Flomaster进行二次开发，可实现如下功能：
– 专业定制化的友好操作界面，实现各专业系统建模设计输入结构化、设计流程智能化、设计输出数字化
– 从管网系统设计建模（PDS/S3D/PDMS）到Flomaster建模过程的自动化，包括管网搭建与参数设置自动化
– 从元器件（泵、风机、阀、阻力元件等）性能曲线仿真计算（SimericsMP+）到Flomaster数据曲线自动创建
– Flomaster仿真计算的封装，对元件、工况、求解、后处理进行更智能、快速的自动化封装
– 支持Flomaster与AMESIM的多系统联合仿真
– 基于Flomaster计算结果与轴向力计算程序实现燃气轮机轴向力平衡计算
– 用户常用计算公式的集成和自定义计算公式，基于工作流的质保审核，常用设备的选型计算
图 3 1 一维热流体仿真分析平台
04/ CSOLink叶轮机械优化设计平台：叶轮机械优化设计平台依托专业叶轮机械参数化设计工具CFturbo、专业叶轮机械流体仿真工具SimericsMP+、AI智能优化分析工具OASIS 等的先进技术，为叶轮机械优化设计提供全流程的自动化解决方案。平台将叶轮机械优化设计过程中的流程、方法、知识、工具进行封装，打通各专业软件数据接口，简化叶轮机械优化流程，实现泵、风机、压缩机、涡轮等叶轮机械优化设计的流程化、自动化和智能化。
05/整车空气动力学数据库与仿真自动化系统：通过对空气动力学仿真分析软件（Sucptor、Hypermesh、STAR-CCM+、UFX、Paraview）和优化软件（Heeds）的集成和二次开发，形成完善的空气动力学仿真自动化和优化系统，实现空气动力学仿真和优化自动化。具体功能包含：仿真与试验数据库建立、气动模型的参数化、网格处理、参数设置、求解计算、后处理分析的自动执行、多变量多目标自动寻优、异地高性能硬件资源的PBS远程调度及报告自动生成。
06/基于Barracuda的典型窑炉在线仿真平台：通过集成专业流态化及化学反应分析软件Barracuda，开发针对不同窑炉的仿真分析模板，实现针对多个类型窑炉的几何创建、网格划分、模型设置、求解及后处理的自动化分析流程。通过上位机获取实物设备的监测信息，传递至仿真机进行在线仿真，实时监控相关后处理结果，判断窑炉的运行状态，进而对窑炉操作条件进行快速调整，以保持最佳的运行效率。
07/基于Flow3D的设计仿真一体化平台：通过集成专业自由液面CFD仿真分析工具Flow-3D及参数化建模工具Catia，实现低温储罐的参数化建模、网格划分、模型设置（蒸发相变、传热、湍流等）、六自由度晃动载荷施加、求解及后处理结果展示等功能，快速提升低温储箱晃动蒸发相变模拟的建模效率和计算精度，有效评估低温储箱在特殊运动过程中的压力、温度、组分等多物理场变化情况，为方案优化提供有力的数据支撑。
08/容积泵设计及多学科分析平台：通过开发统一的设计仿真一体化操作界面，用户通过在界面上执行相应的操作命令即可实现产品的参数化设计和多学科仿真的自动执行，打通SimericsMP+流体仿真与Abaqus结构仿真之间的数据接口，使设计仿真任务规范化、标准化、流程化。通过对设计、仿真数据进行有效管理和分析，基于机器学习算法构建容积泵设计参数与性能数据的快速预估模型，指导产品的快速设计。
09/多人协作报告数字化平台：开发在线Office多人协作报告数字化平台，实现目录章节及编制人员指派、多专业协同报告编制、报告自动排版、图表序号自动链接、数据库数据自动引用、报告章节模板库等功能 。
10/重大工程材料服役安全研究评价设施开放共享配套平台：根据中心共享配套平台的功能需求进行功能模块的设计和实施，实现中心的试验管理、科研支撑、园区管理、客户支持、门户网站等功能，满足试验装置以及相关资源开放共享的需求。
11/基于AI的仿真降阶在线监测平台：以某关键设备运行为对象，构建该设备几何参数化建模、结构有限元仿真、仿真结果提取展示及基于ASME标准的蠕变疲劳损伤计算全流程自动化。基于该自动化流程及拉丁超立方采样构建该设备结构有限元仿真的样本库，采用AI深度机器学习等算法创建结构仿真的降阶模型，实现该关键设备的快速结构仿真预测及蠕变疲劳损伤计算。通过接入现场设备运行数据，实现该设备的在线运行状态监测及警告机制，为设备的安全稳定运行保驾护航。
