还在手动调参做重复建模？Adams这个模块让机械结构设计效率提升80%
导读：你是否因为辛辛苦苦设计出来的结构无法达到预想的结果而烦恼？你是否面对甲方提出的无理要求而束手无策？你是否反复建模却无法调整到预设的数值？如果你经常使用Adams进行多体动力学仿真，并试图优化你的机械结构，比起毫无头绪的重复性建模，何不使用Adams的隐藏杀手锏—Adams/Insight优化模块。
这篇文章通过几个议题的讨论，帮助大家了解Insight优化概念及基础知识，并在后面提出简单实例的思考，如果对这个案例感兴趣，或者想了解更多的优化知识，可以前来围观我的直播进行案例详细学习。详情见后文：
一、基础概念讨论
1、试验设计（DOE）
简单来说，试验设计是优化方法的基础思想，所谓试验设计（Design of Experiments），也就是DOE，是一种统计学方法，用于计划、执行、分析和解释试验。DOE是通过系统的改变输入变量（factor）来计算他们对输出变量（response）的影响。DOE可以用来确定是哪些输入变量对输出变量影响最大，找到最佳变量组合以输出最佳设计方案，通过合理使用DOE方法可以帮助我们减少不必要的试验次数，提高试验效率。
2、进阶的Insight
对于简单的结构设计问题，大家可以通过直觉、试错、蛮力相结合的方法来进行验证和优化，然而，随着设计选项的增多，这些方法就变得不再适用了。每次只改变一个设计因素无法模拟关于各个因素之间相互作用的信息，而尝试不同的因素组合则可能需要大量多次的模拟，最终产生大量需要多次评估的数据，整个过程变得十分耗时。
这个时候就到insight上场了，Adams/Insight是Adams软件嵌入的一部分，是一款强大的试验设计软件，提供了一种运行一系列试验的规划和分析工具，帮助用户确定需要分析的相关数据并自动优化整个试验设计过程。
Adams/Insight模块下的试验设计有助于提高结论的可靠性，相比于逐次设计结构进行错误验证，可以更快的获得问题答案，有助于提高机械系统的性能。
二、通用方法讨论
通常一个完整的试验设计包括以下五个步骤
1、确定你的优化目标，找到对系统影响最大的因素。
2、决定机构的一系列影响因子并同步确定你期望的目标及期望数值
3、决定设计因子的取值范围也就是用户定义的优化范围，并选取试验方法，这一步也称为“设计试验”
4、运行并计算每一组实验结果
5、分析实验结果，结合实际机械结构选定优化方案。
在本次的直播讲解中也会通过案例模型带领大家一步步理顺优化设计的基本思想和使用逻辑。
三、关键参数讨论
说起Adams的优化问题，不可避免的需要用到下面几个概念：
1、设计因素（factor）
设计因子是优化设计中的关键指标，指的是用户希望在优化过程中的“改变”，设计因素可以是几何点的位置、用户定义的设计参数或设计变量。insight会根据你选择的factor取值范围来制定优化策略。
2、响应（response）
响应通俗讲可以理解为用户的“目的”、目标或感兴趣的测量值。在insight优化设计中，每次试验都会评估并监控响应值。当Adams计算了足够多的结果之后，会尝试建立factor和response之间的关系函数，当函数建立成功之后，会帮助用户预测factor范围值内的任意结果。
3、试验设计（design）
试验设计的底层逻辑就是“矩阵”，通过用户指定的factor范围值，创建矩阵排列，矩阵各个行列之间的计算关系通过不同的理论计算方法进行优化，以达到最佳优化状态。
四、案例模型讨论
本次讲解主要针对于Adams/View模块与Insight模块的联合应用，只要是在view模块中搭建的模型，都可以使用这种方式进行优化。
下面的小案例大家可以试着先完成一下，如果操作过程中出现卡顿的地方，欢迎大家来我的直播间进行讨论学习。
1、模型介绍：如下图所示为已经搭好的货车模型，优化分析的前提是已经搭建好了可以运行的仿真模型，并在上一次仿真的基础上进行优化分析，所以，搭建一个完善的仿真模型并仿真运行一次是优化设计的前提。
2、方案说明：在这个模型中，我们需要改变货车车厢下面支架的三个点位置，使得车厢的举升力增大以实现托举更多货物的目的。在这个案例中，我们的试验目标是托举力增大，设计因子是货车三点位置坐标，由于没有其它条件限制，选择最基础的试验方案就可以，拿到优化方案后，还需对优化结果做结构判断以满足实际工艺需求。
3、操作方法：
①设计因素的链接
当我们选定需要的设计因素之后，为了将该因素与insight模块进行链接，最常见的方法是需要建立point点并使用函数与模型进行链接，以此来让insight模块识别并使用该设计因子。
②设计目标的创建
用户需要在view模块中针对设计目标进行单独创建以保证insight模块可以识别。可以创建多个目标，也可以创建单一目标值。
③设计方案的选择
Adams/Insight提供多种优化方法，不同的优化方法对应不同的数学计算理论，用户可以根据自己的模型特定以及优化需求进行选择。
④试验结果判别
软件的推导虽基于理论，但其结果并不能单方面决定模型的最终结构。因此，在采纳软件推荐的最佳方案后，仍需结合实际的机械设计需求进行综合考量。例如，若推荐的设计方案在实际中缺乏足够的安装空间，或是难以达到特定的加工标准，这些因素都必须纳入我们的决策范围之内。
如果大家需要进一步了解这个案例的实现方法以及Adams/insight的更多使用技巧，欢迎来我的直播间进行学习。扫码报名，支持反复回看。
精品课加餐-5：Adams/Insight货车升举力优化设计方法与应用-仿真秀直播
Adams/Insight模块是Adams工具包的一部分，可以进行独立计算，是一款强大的实验设计软件，同时可以兼容Adams/View、Adams/Car、Adams/Chassis产品。Insight模块帮助用户创建复杂的实验来评估机械系统的性能，并配备了数学统计分析工具帮助用户解析实验数据，更好的提升系统性能。
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小结：善用优化方法不仅可以帮助我们快速优化机械结构，还能帮助我们丰富文章内容提高工作效率。Adams/Insight优化和其它有限元软件一样，具有不可忽略的地位，当别人还在对着设计发愁时，相信掌握优化的你已经走向了下一个level！
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来源：仿真秀App
