代理模型（有时也称为 黑盒模型、 元模型或 响应面模型）是一种构建能够模拟复杂仿真的简单数学模型的方法。在 3DEXPERIENCE 平台，使用 SIMULIA 应用程序 等 ABAQUS、 Isight或 Process Composer，这种方法可以帮助工程师节省大量时间。

无需对每种设计方案都进行完整仿真，只需一次性运行有限数量的仿真即可。然后，代理模型会从这些结果中学习，并能立即预测新输入值下的结果，例如应力、变形或位移。.

1. 实验设计（DOE）：选择不同的输入参数组合（例如，长度、厚度或位置）。.
2. 运行仿真：使用 ABAQUS 对每个设计点运行 FEA 仿真。.
3. 构建代理模型：将更简单的模型（例如，多项式回归、克里金法或神经网络）拟合到模拟结果。.
4. 预测与优化：利用代理模型高效地进行灵敏度分析、优化或不确定性量化。.

该过程通常通过 SIMULIA Process Composer App 或 SIMULIA Isight，它们可以与 ABAQUS ，实现代理模型创建和设计优化的自动化。

• 设计优化： 快速探索大型设计空间并找到最佳参数，而无需运行数千次物理模拟。
• 敏感性分析： 了解投入的变化如何影响产出。
• 不确定性量化： 对材料属性或边界条件的变化进行建模和管理。
• 实时仿真： 在实时系统中，当完全仿真速度太慢时，可以使用代理模型。
• 多学科分析： 的输出 ABAQUS 与其他仿真工具的输出相结合，以简化优化工作流程。

例如：大学生方程式车队

想象一下，一支大学生方程式赛车队或SAE BAJA车队正在测试一个 空间框架底盘。他们的目标是降低扭转应力，但每一次设计变更都需要数小时的模拟。由于底盘中包含众多承重构件，尝试不同的配置可能意味着 数百甚至数千次模拟，这将耗费大量的时间和资源。

以下是替代模型的作用：

1. 设置参数： 定义关键变量，例如框架构件的长度或位置。

2. 中运行 DOE ABAQUS： 执行一组结构化的模拟以覆盖设计空间。

3. 训练代理模型： 利用这些结果构建一个快速预测模型。

现在，团队无需等待数小时，只需 移动滑块 （用于 宽度 或 挤压获得更新后的结果（例如质量或位移）在几秒钟内

这意味着 节省时间、节省金钱，并 能在不影响精度的前提下更快地做出设计决策。

1.代理模型是低保真度的经验模型。.

2. 这些是根据模拟数据自下而上创建的。

3. 能够平滑噪声响应

4. 评估速度极快！

5. 准确。.

建立替代模型的前提条件：

1. 利用几何参数求解有限元分析： 

利用有限元分析中的几何参数进行梁分析

长度(Len)、宽度(BR)和挤出量(ext)的参数

2.在 SIMULIA中使用DOE、ML和代理模型优化仿真

在 优化流程编辑器 应用程序中，构建了一个结构化的流程来执行实验设计 (DOE)，从而生成一组具有代表性的输入输出对，覆盖整个设计空间。生成的数值数据直接输入到机器学习模型训练流程中，该流程应用响应曲面建模 (RSM) 或通用克里金法 (UK) 等代理建模技术来近似潜在的响应行为。

为了提高预测准确性，将超参数调优集成到工作流程中，采用优化策略来最小化代理模型的平均近似误差（例如，均方误差或均方根误差）。.

一旦代理模型经过训练和验证，即可在结果分析应用程序中访问，从而可以使用近似响应面进行高级后处理、可视化和敏感性分析。.

代理模型和优化工作流程

3. SIMULIA 结果分析应用程序

1. 从 ABAQUS 模拟中提取数据

• Physics Results Analytics 应用程序允许您可视化和提取模拟输出中的结果（例如，位移、应力、温度）。.
• 它支持对大型数据集进行高效的后处理——非常适合从一批模拟运行中构建代理模型。.

 2. 创建和分析数据集

• 您可以汇总来自多次运行（DOE 样本）的模拟结果。.
• Physics Results Analytics 应用程序有助于创建 自定义结果指标 可用作代理模型输出的
• 支持对不同参数组合进行筛选、分组和比较。.

 3. 链接到代理模型工具

• 一旦模拟数据被提取和准备，PRA 就可以与 Isight、 3DEXPERIENCE Process Composer 等工具，甚至外部 Python/ML 工具无缝集成。.
• 您可以利用这个干净、有条理的数据集来训练您的响应面模型、克里金法、神经网络或其他代理模型。.

4. 进行敏感性和相关性分析

• PRA 包含用于分析参数敏感性和相关性的内置工具——有助于在代理模型训练之前进行特征选择。.
• 这可以引导您关注最具影响力的输入，从而提高模型准确性并降低复杂性。

5. 轻松完成模型的预处理训练 

 6.融入设计探索

• 设计人员可以将分析结果和代理模型反馈到设计过程中，以进行优化、权衡研究或不确定性量化。.
• PRA 提供了一个用户友好的界面，用于跟踪设计决策和结果随时间的变化。.

近似模型的仪表盘可以这样使用：

将宽度 (BR) 滑块设置为 38.96

FEA传感器输出值会在2秒内更新为最新值。.

接下来，我将更改“ext”参数，同时重置“BR”参数。.

质量和位移值会在 2 秒内更新。.

总而言之，我们发现，无需实际进入平台上的 CAD 和 FE 应用程序，即可立即获得 FE 分析结果，从而节省时间并消除重复的工作流程。.

主要优势