生成和应用替代模型

使用替代模型而非模拟来计算响应时，研究的运行速度会明显加快。在Design Manager中，替代模型的典型应用场景是稳健性和可靠性研究，该研究在设计空间中具有大量样本点。

在应用替代模型之前，必须先在设计研究中生成合适的替代模型，该研究涵盖感兴趣的设计空间部分，可以是围绕最佳设计的局部空间，也可以是全局分散的样本。

替代模型生成后，也可以将其导出至其他工具以替换成本高昂的模拟。有关替代模型的基本概念，请参考替代模型。

替代模型计算和交叉验证需要 innovatesuite 许可证。另请参见：设计管理器许可。

在Design Manager中，可以根据除 CAD 稳健性研究类型以外的任何研究类型计算替代模型。对于大多数应用场景，建议将自适应采样和实验设计 (DOE) 与拉丁超立方采样方法结合使用以生成替代模型。

自适应采样会根据设置的自适应策略自动生成最适合的替代模型类型。对于 DOE 研究，手动指定替代模型设置。

  1. 要用自适应采样研究生成替代模型：
    1. 创建设计研究。
    2. 选择[设计研究]节点，然后将研究类型设为自适应采样。
    3. 选择自适应采样设置节点，然后设置自适应采样属性。
      有关详细信息，请参考Adaptive Sampling。
    4. 选择输入参数节点，然后将输入参数添加到参数中。
    5. 选择响应节点并添加设计响应。
      替代模型使用设计研究中指定的所有输入参数，并且仅为一个响应提供逼近值。在此处添加的响应数量将决定生成的替代模型的数量。
    6. 运行自适应采样设计研究。
      在设计研究运行期间，将根据之前指定的自适应采样设置自动创建替代模型。示例如下所示：


      每个响应都会获得一个替代模型。自适应采样算法在两种可能的类型中指定了替代模型类型克里金。

    7. 要评估计算的替代模型的预测精度，研究相关数据集并创建绘图，如评估替代模型精度中所述。
  2. 要用 DOE 研究生成替代模型：
    1. 创建设计研究。
    2. 选择[设计研究]节点并将研究类型设为 DOE。
    3. 选择 DOE 设置节点，然后将 DOE 类型设为拉丁超立方体采样。
      LHS 算法可促进各设计点在指定设计空间均匀分布。此方法可提高计算的替代模型逼近的精度。
    4. 选择输入参数节点，然后添加输入参数。
    5. 选择响应节点，然后添加设计响应。
    6. 右键单击[设计研究] > 替代模型节点并选择新建替代模型。
    7. 选择替代模型节点，并让自动计算保持激活。
    8. 选择替代模型 > [替代模型]节点，然后设置其属性。有关更多详细信息，请参考替代模型参考。
      替代模型使用设计研究中指定的所有输入参数，并且仅为一个响应提供逼近值。在[替代模型]节点的响应中设置了此响应。

      设置替代模型后，通过右键单击替代模型节点并选择编辑替代模型，可以打开替代模型表，以同时编辑多个替代模型设置。另请参见：编辑替代模型。

      或者，还可以通过以下方式为特定响应创建替代模型：右键单击[设计研究] > 响应 > [响应]节点并选择创建替代模型。

    9. 对要分析的每个响应重复上一步。
    10. 运行 DOE 设计研究。
      在设计研究运行过程中，将自动计算替代模型。
    11. 要评估计算的替代模型的预测精度，研究相关数据集并创建绘图，如评估替代模型精度中所述。
估算基于模拟的设计研究（替代模型在其中创建和计算）后，可以将替代模型导出至其他工具，也可以在Design Manager中运行基于替代模型的设计研究。
  1. 要将替代模型导出至其他工具：
    1. 要将替代模型导出为功能实体模型单元 (FMU)，请参考使用 VB 文件将替代模型导出至 Excel。
    2. 要在 Excel 中将替代模型导出为应用程序 Visual Basic 代码文件 (*.bas)，请参考使用 VB 文件将替代模型导出至 Excel。
在Design Manager中，基于替代模型的设计研究的最常见应用场景是稳健性和可靠性研究，这是因为存在大量设计。

为了反映响应的分布，稳健性和可靠性研究通常需要 2000 个设计。替代模型对于替换模拟是必需的

  1. 要设置使用替代模型的稳健性和可靠性研究：
    1. 创建稳健性和可靠性研究。
    2. 选择[稳健性和可靠性研究]节点，然后将计算法设为替代模型。
    3. 对于输入参数，将最佳设计的值用作原始设计值，并定义其标准偏差（默认值为 10%）。通过这两个值，可以定义输入参数的正态分布。输入参数的统计样本用于大量设计研究。
    4. 选择[稳健性和可靠性研究] > 稳健性和可靠性设置节点，然后将运行设计设为足够大的数字，例如 2000。该数字应足以涵盖输入参数的正态分布。
    5. 选择[稳健性和可靠性研究] > 稳健性和可靠性设置节点并指定采样方法
      如果要运行设计设为超过 10000 的数字，建议应用蒙特-卡罗方法。
    6. 选择[稳健性和可靠性研究] > 输入参数节点，然后添加上一 DOE 研究中使用的输入参数。
    7. 选择[稳健性和可靠性研究] > 响应节点，然后添加在上一 DOE 研究中创建了替代模型的响应。
    8. 运行稳健性和可靠性设计研究。
    9. 右键单击设计研究 > [稳健性和可靠性研究]节点，然后选择创建绘图 > 概率分布。

      在概率分布绘图中，可以将响应的预期分布与正态分布进行比较。如果条形图低于设计响应的正态分布，则输入参数的原始设计值可以认定为可靠。每个响应需要一个单独的概率分布绘图。