基于SaaS平台的铸造模具建模和仿真云计算服务的提供方法

摘要

本发明提出了一种基于SaaS平台的铸造模具建模和仿真云计算服务的提供方法，包括：接收用户登录SaaS平台的注册请求和登录请求，审核通过后，允许用户登录SaaS平台；在用户成功登录SaaS平台后，SaaS平台接收用户提交的三维几何模型和工艺参数，然后向用户提供SaaS服务；SaaS平台在接收到用户提交的计算任务后，将三维几何模型和计算参数配置信息上传至超算站点，调用超算API提交计算任务，实时获取计算状态信息，回传至用户层，以供用户查看；由超算API调用计算核心程序完成计算任务，包括由超算API调用网格剖分、流动场计算、温度场计算核心程序对用户提交的模具设计方案对应的流动场和温度场进行计算，在计算过程中实时生成计算结果和计算状态信息。

说明书

技术领域

本发明涉及数字化模拟仿真技术领域，特别涉及一种基于SaaS平台的铸造模具建模和仿真云计算服务的提供方法。

背景技术

数字化模具辅助设计主要包含两部分，1、模具三维造型设计；2、模具设计方案的数字化模拟和仿真验证。本专利所涉及的内容及仅包含第二部分即模具设计方案的数字化模拟仿真和模拟验证。

现有的数字化模拟仿真和模拟技术仅提供单机版软件服务，用户需购买或订阅相关软件，同时还需购置成本不菲的工作站等硬件。另外，单个软件许可证仅限于购置单位特定的某个用户或特定的某台硬件设备，大大降低用户使用的灵活性。除灵活性以外，现有服务方式(单机版软件)受限于软件许可证数量限制，无法在同一时间并发地提供不限量的计算服务，大大降低了用户并发设计能力。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。

为此，本发明的目的在于提出一种基于SaaS平台的铸造模具建模和仿真云计算服务的提供方法。

为了实现上述目的，本发明的实施例提供一种基于SaaS平台的铸造模具建模和仿真云计算服务的提供方法，包括：

步骤S1，接收用户登录SaaS平台的注册请求和登录请求，审核通过后，允许所述用户登录所述SaaS平台；其中，在所述SaaS平台上，向所述用户提供注册、计算参数设置业务；

步骤S2，在用户成功登录所述SaaS平台后，所述SaaS平台接收用户提交的三维几何模型和工艺参数，然后向所述用户提供SaaS服务；

步骤S3，所述SaaS平台在接收到用户提交的计算任务后，将三维几何模型和计算参数配置信息上传至超算站点，同时调用超算API提交计算任务，实时获取计算状态信息，回传至用户层，以供所述用户查看；

步骤S4，由所述超算API调用计算核心程序完成计算任务，包括由所述超算API调用网格剖分、流动场计算、温度场计算核心程序对用户提交的模具设计方案对应的流动场和温度场进行计算，在计算过程中实时生成计算结果和计算状态信息，以供所述SaaS平台获取；

步骤S5，所述超算API在计算完流动场和温度场后，调用后处理程序对计算结果进行分析处理，生成可视化结果；同时调用自动报告生成程序生成计算报告，在生成报告结束后，回传报告至SaaS平台，由所述SaaS平台向所述用户呈现所述计算报告；

步骤S6，所述SaaS平台通知用户下载自动计算报告。

进一步，在所述步骤S2中，在所述用户登录所述SaaS平台后，新建并配置设计项目，然后在当前项目下新建计算任务，然后上次模具设计方案对应的三维几何模型，根据计算类型配置相关任务参数。

进一步，计算参数的配置包括：设置三维模型中模具、铸件的类型，设置材料属性、浇注温度、压铸工艺参数；在参数配置结束后，所述SaaS平台选择计费方案，复核任务配置后提交计算至SaaS平台。

进一步，在所述步骤S2中，所述用户提交的相关数据存储在所述云服务器的分布式数据库中。

进一步，在所述步骤S4中，在所述用户付费并提交计算任务后，所述SaaS平台自动运行后台脚本程序，调度超算API，运行部署在超算节点上的网格剖分的应用程序，对用户提供的三维几何模型进行计算网络的生成；在成功生成计算网格后，由脚本程序继续调用超算API运行部署在超算平台上的流动场和温度场的计算的应用程序进行模拟计算；

在计算过程中，由所述超算API实时获取计算过程中生成的数据，并传输返回至SaaS平台，所述SaaS平台自动向用户展示返回的数据。

进一步，所述超算API实时获取计算过程中生成的数据，包括：图片、文本数据、日志信息。

进一步，在所述步骤S5中，所述超算API通过运行后处理程序读取原始计算结果文件，并进行可视化处理和定量分析，生成云图照片和报告配置文件，在对全部原始数据文件处理完毕后，后台脚本程序运行自动报告生成程序，将生成的文本和配置文件综合输入并生成完整的计算报告，在报告生成完成后，由所述超算API通讯至所述SaaS平台并将计算报告打包传输返回，由SaaS平台层向客户呈现计算报告。

进一步，在所述步骤S6中，所述SaaS平台在获取到所述超算API生成的自动报告后，以邮件或短信方式自动通知用户。

根据本发明实施例的基于SaaS平台的铸造模具建模和仿真云计算服务的提供方法，由云平台提供给用户的服务是以标准化的自动分析计算报告为载体；用户通过在SaaS云平台提交模具设计方案，计算任务由超级计算机完成；计算结果的解释和分析由超算自动完成；自动化标准分析计算报告均有超算完成。计算结果的解释和分析(后处理)均基于自动化程序进行，最终给用户呈现的计算结果为自动化标准分析计算报告，用户无需配置专业的数据分析人员解释分析数据，因此可节省企业人力成本。

本发明基于SaaS平台的数字化铸造过程建模及仿真云计算服务技术，将模具设计所需的模拟计算过程全部转移至云平台上，用户注册成为付费用户后，即可在互联网环境中不受时间、地域、使用人员的限制使用模拟及仿真服务。相较传统方法，本发明无需用户专门购买高性能硬件和专业软件，可让用户通过按次数付费的方式购买计算分析服务，因此可降低企业相关开支。

采用本发明的方法，通过前处理程序和后处理程序，将现有的单机应用移植到SaaS平台上，实现云计算，其中后处理的功能可根据用户需要丰富化。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例的基于SaaS平台的铸造模具建模和仿真云计算服务的提供方法的流程图；

图2为根据本发明实施例的基于SaaS平台的铸造模具建模和仿真云计算服务的提供方法的架构图；

图3为根据本发明实施例的用户操作流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明提出一种基于SaaS平台的铸造模具建模和仿真云计算服务的提供方法，下面先对本发明应用的云平台架构进行说明。

本发明是基于自主研发的计算流体力学(CFD)，传热学(HT)大规模并行求解器算法，开发了基于工业互联网的铸造过程建模及仿真软件平台。软件求解器部署在国家超算中心，计算密集型的超算平台层业务在超算部署，模拟仿真参数设置等铸造工艺相关SaaS平台层业务在阿里云、华为云服务器部署，使得终端企业用户不受限于硬件、软件、办公环境等的限制，通过网页浏览器使用软件。

参考图2所示，云平台架构主要包括如下述三个层面的设计：

(1)用户层

用户在互联网环境下通过网页浏览器登陆SaaS平台，注册成为付费用户，通过提交三维设计模型和工艺参数至SaaS平台层即可使用SaaS服务。

(2)SaaS平台层

SaaS平台层为用户提供注册以及计算参数设置等业务的相关操作，具体包括用户权限设置、典型案例展示、计算参数配置、计算任务提交、计算结果监控、计算结果查看等，用户相关数据均存储在云服务器分布式数据库中。

(3)超算平台层

计算核心程序部署在超算平台层，通过调用超算API即可使用超算计算资源。用户开展的模拟及仿真计算服务均以独立计算任务的方式提交至超级计算机单个或多个计算节点上进行计算。

超算API即超算应用程序界面函数由合作伙伴提供，主要包括任务提交、任务状态监控、任务取消、资源调度、输入、输出等。

下面对本发明的基于SaaS平台的铸造模具建模和仿真云计算服务的提供方法进行详细说明。

如图1所示，本发明实施例的基于SaaS平台的铸造模具建模和仿真云计算服务的提供方法，包括如下步骤：

步骤S1，用户通过浏览器登陆SaaS平台，注册成为付费用户。其中，SaaS平台接收用户登录SaaS平台的注册请求和登录请求，审核通过后，允许用户登录SaaS平台；其中，在SaaS平台上，向用户提供注册、计算参数设置业务。

在本发明的实施例中，计算参数的配置包括：设置三维模型中模具、铸件的类型，设置材料属性、浇注温度、压铸工艺参数；在参数配置结束后，SaaS平台选择计费方案，复核任务配置后提交计算至SaaS平台。

步骤S2，在用户成功登录SaaS平台后，SaaS平台接收用户提交的三维几何模型和工艺参数，然后向用户提供SaaS服务。

具体的，在用户登录SaaS平台后，新建并配置设计项目，然后在当前项目下新建计算任务，然后上次模具设计方案对应的三维几何模型，根据计算类型配置相关任务参数。

在本发明的实施例中，用户提交的相关数据存储在云服务器的分布式数据库中。

如图3所示，用户登陆SaaS平台后，新建并配置设计项目，并在当前项目下新建计算任务，然后上传模具设计方案对应的三维几何模型，并根据计算类型配置相关任务参数。计算参数的配置主要包括对三维模型指定如模具，铸件等对应的类型，并对应设置材料属性和浇注温度等，另外还需对压铸工艺参数，如压射速度、循环工艺节拍等参数根据实际生产条件设置。参数配置结束后，用户需交互选择计费方案，并复核任务配置后即可提交计算至SaaS层。计费方案制定依据为三维模型对应生成的计算网格数量，计算网格数量越大，计算资源消耗越多，对应收费价格越高。

步骤S3，SaaS平台在接收到用户提交的计算任务后，将三维几何模型和计算参数配置信息上传至超算站点，同时调用超算API提交计算任务，实时获取计算状态信息，回传至用户层，以供用户查看。

步骤S4，由超算API调用计算核心程序完成计算任务，包括由超算API调用网格剖分、流动场计算、温度场计算核心程序对用户提交的模具设计方案对应的流动场和温度场进行计算，在计算过程中实时生成计算结果和计算状态信息，以供SaaS平台获取。

具体的，在用户付费并提交计算任务后，SaaS平台自动运行后台脚本程序，调度超算API，运行部署在超算节点上的网格剖分的应用程序，对用户提供的三维几何模型进行计算网络的生成；在成功生成计算网格后，由脚本程序继续调用超算API运行部署在超算平台上的流动场和温度场的计算的应用程序进行模拟计算。

在计算过程中，由超算API实时获取计算过程中生成的数据，并传输返回至SaaS平台，SaaS平台自动向用户展示返回的数据。

在本发明的实施例中，超算API实时获取计算过程中生成的数据，包括：图片、文本数据、日志信息。

在本步骤S4中，超算层调用计算核心程序完成计算任务

在超算层平台通过后台程序自动调度超算API，由超算API分别调用网格剖分、流场计算、温度场计算核心程序对用户提交的模具设计方案对应的流动场和温度场进行计算。在计算过程中实时生成计算结果和计算状态信息以供SaaS层获取。具体而言，在用户付费并提交计算任务后，平台自动运行后台脚本程序，调度超算API，运行部署在超算节点上的网格剖分的应用程序，对用户提供的三维模型进行计算网格的生成，在成功生成计算网格后，脚本程序继续调用超算API运行部署在超算上的流场/温度场计算的应用程序进行模拟计算，在计算过程中，超算API实时获取计算过程中生成的图片、文本数据、日志信息等数据并传输返回至SaaS平台服务器，SaaS平台程序自动向用户展示返回的图片、文本等数据。

步骤S5，超算API在计算完流动场和温度场后，调用后处理程序对计算结果进行分析处理，生成可视化结果；同时调用自动报告生成程序生成计算报告，在生成报告结束后，回传报告至SaaS平台，由SaaS平台向用户呈现计算报告。

具体的，超算API通过运行后处理程序读取原始计算结果文件，并进行可视化处理和定量分析，生成云图照片和报告配置文件，在对全部原始数据文件处理完毕后，后台脚本程序运行自动报告生成程序，将生成的文本和配置文件综合输入并生成完整的计算报告，在报告生成完成后，由超算API通讯至SaaS平台并将计算报告打包传输返回，由SaaS平台层向客户呈现计算报告。

步骤S6，SaaS平台通知用户下载自动计算报告。

具体的，SaaS平台在获取到超算API生成的自动报告后，以邮件或短信方式自动通知用户下载自动分析计算报告。

根据本发明实施例的基于SaaS平台的铸造模具建模和仿真云计算服务的提供方法，由云平台提供给用户的服务是以标准化的自动分析计算报告为载体；用户通过在SaaS云平台提交模具设计方案，计算任务由超级计算机完成；计算结果的解释和分析由超算自动完成；自动化标准分析计算报告均有超算完成。计算结果的解释和分析(后处理)均基于自动化程序进行，最终给用户呈现的计算结果为自动化标准分析计算报告，用户无需配置专业的数据分析人员解释分析数据，因此可节省企业人力成本。

本发明基于SaaS平台的数字化铸造过程建模及仿真云计算服务技术，将模具设计所需的模拟计算过程全部转移至云平台上，用户注册成为付费用户后，即可在互联网环境中不受时间、地域、使用人员的限制使用模拟及仿真服务。相较传统方法，本发明无需用户专门购买高性能硬件和专业软件，可让用户通过按次数付费的方式购买计算分析服务，因此可降低企业相关开支。

采用本发明的方法，通过前处理程序和后处理程序，将现有的单机应用移植到SaaS平台上，实现云计算，其中后处理的功能可根据用户需要丰富化。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。