本发明属于结晶器振动装置仿真,具体涉及一种连铸结晶振动装置仿真流程封装工具开发方法。
背景技术:
1、结晶器振动装置是连铸机的重要组成部分,它能够驱动结晶器按照符合浇铸工艺过程的要求进行振动,可以改善结晶器内壁的润滑条件,减小摩擦力,防止钢水凝固过程中,坯壳与结晶器铜板内表面的粘接,对于提高连铸坯的质量有至关重要的的作用。
2、结晶器振动装置可以提供正弦与非正弦的振动方式,可以在浇铸过程中实现振幅、频率、波形的在线调节,满足不同钢种或者同一浇铸过程中不同阶段的工艺特性,提高了结晶器的振动功能,增强了对整个连铸产线功能的适应性。
3、在结晶器振动装置的研发过程中,需要对整个装置的工作状态与运行行为进行有限元模拟仿真,包括相应的静力学、动力学分析计算,通过仿真证实设计指标,以保证整个装置的可用性与可靠性。我们使用ansys workbench对结晶器振动装置进行仿真计算过程中,会需要在软件界面中,对模型进行网格、载荷等关键参数的设定,然后进行计算并查看计算结果,而研发过程中的计算工况有很多,参数也需要多次调整,这就导致这种传统的仿真方法,存在着仿真工作效率较低,仿真软件使用难度较高等问题,还不能够实现快速地仿真设计迭代优化,所以需要对ansys workbench软件进行二次开发,将结晶器振动装置的有限元仿真流程进行封装,为仿真工程师提供一个简洁的参数交互界面,在交互界面通过输入参数,自动启动ansys workbench软件在后台进行计算,并可以在交互界面显示计算结果。
4、目前针对ansys软件进行二次开发的方法,主要是使用ansys apdl语言对ansys经典版软件进行二次开发,ansys经典版功能强大,使用apdl语言进行二次开发的效率也比较高。但是这种方法也存在问题,因为ansys经典版软件本身的使用难度是比较高的,需要仿真工程师具备较强的理论基础与软件操作水平,仿真工程师需要对ansys经典版软件足够熟悉后,才能使用ansys apdl语言进行二次开发的工作。目前大量的工程师是使用难度相对较小的ansys workbench进行有限元仿真计算,所以需要基于ansys workbench进行二次开发工作,降低开发的难度,提升封装工具的易用性。
5、而目前在调整仿真参数的过程中,依然依靠人工对仿真参数进行调整,需要工作人员具有较高的专业知识,调整效率较低。
技术实现思路
1、本发明提供一种连铸结晶振动装置仿真流程封装工具开发方法,用以解决现有技术中二次开发较难以及仿真参数调整较难的问题。
2、一种连铸结晶振动装置仿真流程封装工具开发方法,包括:
3、构建仿真工具交互界面,且允许用户通过人机交互的方式输入参数至仿真工具交互界面以及显示连铸结晶振动装置仿真的反馈结果;
4、构建连铸结晶振动装置仿真运行模块,以运行结晶器振动装置有限元仿真模型,获取连铸结晶振动装置仿真的反馈结果;
5、构建对接脚本,所述对接脚本用于将仿真工具交互界面中的参数传递至连铸结晶振动装置仿真运行模块,并将连铸结晶振动装置仿真的反馈结果传输至仿真工具交互界面进行显示;
6、部署人工智能模型,所述人工智能模型用于对仿真工具交互界面中的参数进行智能调整,以使连铸结晶振动装置仿真的反馈结果趋向期望值。
7、进一步地,构建仿真工具交互界面,包括:通过excel构建仿真工具交互界面;其中,仿真工具交互界面包括仿真参数输入字段以及反馈结果显示字段;所述仿真参数输入字段允许用户通过人机交互的方式输入参数,反馈结果显示字段不允许编辑。
8、进一步地,构建连铸结晶振动装置仿真运行模块,以运行结晶器振动装置有限元仿真模型,获取连铸结晶振动装置仿真的反馈结果,包括:
9、构建调度结晶器振动装置有限元仿真模型的运行规则,并预留输入仿真参数至结晶器振动装置有限元仿真模型的接口,得到连铸结晶振动装置仿真运行模块;其中,结晶器振动装置有限元仿真模型为ansys workbench有限元模型;
10、当对接脚本输入的仿真参数到来时,连铸结晶振动装置仿真运行模块自动运行结晶器振动装置有限元仿真模型,并允许对接脚本将仿真参数嵌入结晶器振动装置有限元仿真模型中,以获取连铸结晶振动装置仿真的反馈结果。
11、进一步地,构建对接脚本,包括:通过ansys workbench构建将excel与ansysworkbench建立相互通信连接的脚本,得到对接脚本。
12、进一步地,部署人工智能模型,包括:
13、构建神经网络模型,并以历史仿真参数为输入数据,以历史反馈结果为输出数据,采用参数智能优化算法对神经网络模型进行优化,得到优化之后的神经网络模型;
14、采用参数智能优化算法为内核,构建第一仿真参数智能调整模块;所述第一仿真参数智能调整模块具备与优化之后的神经网络模型以及仿真工具交互界面交互的能力;
15、将第一仿真参数智能调整模块以及优化之后的神经网络模型作为人工智能模型,并部署于执行仿真的设备或平台中。
16、进一步地,对仿真工具交互界面中的参数进行智能调整,以使连铸结晶振动装置仿真的反馈结果趋向期望值,包括:
17、通过参数智能优化算法调整仿真参数,并将调整后的仿真参数输入优化之后的神经网络模型中,获取预测反馈结果,不断调整仿真参数至预测反馈结果与预期反馈结果之间的差值小于阈值,以使连铸结晶振动装置仿真的反馈结果趋向期望值,并将此时的仿真参数填入仿真工具交互界面中。
18、进一步地,部署人工智能模型,包括:
19、采用参数智能优化算法为内核,构建第二仿真参数智能调整模块,并将第二仿真参数智能调整模块作为人工智能模型,并部署于执行仿真的设备或平台中;所述第二仿真参数智能调整模块具备与仿真工具交互界面交互的能力。
20、进一步地,对仿真工具交互界面中的参数进行智能调整,以使连铸结晶振动装置仿真的反馈结果趋向期望值,包括:
21、通过第二仿真参数智能调整模块调度参数智能优化算法调整仿真参数,并将调整后的仿真参数填入仿真工具交互界面中,并与仿真工具交互界面交互,以获取实时反馈结果,然后不断调整仿真参数至实时反馈结果与预期反馈结果之间的差值小于阈值,以使连铸结晶振动装置仿真的反馈结果趋向期望值。
22、进一步地,所述参数智能优化算法设置为粒子群算法、遗传算法或者两者的组合。
23、进一步地,所述仿真工具交互界面以及对接脚本部署于工作人员的本地计算机中,所述连铸结晶振动装置仿真运行模块以及人工智能模型部署于云计算平台中。
24、本发明提供的一种连铸结晶振动装置仿真流程封装工具开发方法,通过构建连铸结晶振动装置仿真运行模块,能够对连铸结晶振动装置进行有效地仿真,并且通过仿真工具交互界面简化了参数调整的操作以及能够更加直观清晰地了解到仿真结果,而对接脚本能够实现仿真工具交互界面与连铸结晶振动装置仿真运行模块之间的通信,从而可以使工程使快速地根据封装工具进行仿真工作,最后部署了人工智能模型,实现了仿真参数的智能化调整,降低了对工作人员的专业知识要求。
1.一种连铸结晶振动装置仿真流程封装工具开发方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的连铸结晶振动装置仿真流程封装工具开发方法,其特征在于,构建仿真工具交互界面,包括:通过excel构建仿真工具交互界面;其中,仿真工具交互界面包括仿真参数输入字段以及反馈结果显示字段;所述仿真参数输入字段允许用户通过人机交互的方式输入参数,反馈结果显示字段不允许编辑。
3.根据权利要求1所述的连铸结晶振动装置仿真流程封装工具开发方法,其特征在于,构建连铸结晶振动装置仿真运行模块,以运行结晶器振动装置有限元仿真模型,获取连铸结晶振动装置仿真的反馈结果,包括:
4.根据权利要求3所述的连铸结晶振动装置仿真流程封装工具开发方法,其特征在于,构建对接脚本,包括:通过ansys workbench构建将excel与ansys workbench建立相互通信连接的脚本,得到对接脚本。
5.根据权利要求4所述的连铸结晶振动装置仿真流程封装工具开发方法,其特征在于,部署人工智能模型,包括:
6.根据权利要求5所述的连铸结晶振动装置仿真流程封装工具开发方法,其特征在于,对仿真工具交互界面中的参数进行智能调整,以使连铸结晶振动装置仿真的反馈结果趋向期望值,包括:
7.根据权利要求4所述的连铸结晶振动装置仿真流程封装工具开发方法,其特征在于,部署人工智能模型,包括:
8.根据权利要求7所述的连铸结晶振动装置仿真流程封装工具开发方法,其特征在于,对仿真工具交互界面中的参数进行智能调整,以使连铸结晶振动装置仿真的反馈结果趋向期望值,包括:
9.根据权利要求5或7所述的连铸结晶振动装置仿真流程封装工具开发方法,其特征在于,所述参数智能优化算法设置为粒子群算法、遗传算法或者两者的组合。
10.根据权利要求9所述的连铸结晶振动装置仿真流程封装工具开发方法,其特征在于,所述仿真工具交互界面以及对接脚本部署于工作人员的本地计算机中,所述连铸结晶振动装置仿真运行模块以及人工智能模型部署于云计算平台中。