1、优化的必要性
随着技术的发展，产品的研发在其生命周期中的地位越来越重要，不同的研发流程，对产品的开发周期及成本影响非常之大。
下图描绘了不同研发流程对设计周期与成本的影响，横坐标代表的是设计周期，纵坐标代表了研发成本。其中红色曲线代表的是传统机械产品研发流程：设计-制造样机-试验，根据试验结果调整设计方案，然后重新制造样机试验，在这个过程中，通过试验来指导设计的修改，制造样机与实验；工程上，为了加快产品的设计周期，有限元分析技术也大量的运用到产品的研发之中，设计完成的模型，在制造样机的同时，先根据产品的受力状况进行有限元分析，然后根据分析的结果调整设计参数，再进行有限元计算，经过多次计算分析并调整设计后，进行样机制造和测试，最后得到适合的设计模型；但是前面的分析和方案调整也是人工进行干预的，与设计人员的设计经验有很大关系，为了能够实现自动的产品设计优化，我们推荐大家在设计和分析的同时，引进TOSCA软件进行一个优化过程，根据我们定义的目标函数和约束条件，自动完成模型方案的优化。
2、无参优化
无参数优化包括以下多种优化方法：拓扑优化，应力形状优化和条纹优化；在工程运用中，通过这几个优化方法的组合，对于不同的问题，可以进行不同的优化方案。
以下是一个典型的零部件结构拓扑优化流程：
1) 从CAD软件（Pro/E, CATIA, UG, SolidWorks等）中导入CAD模型
2) 利用ANSA等前处理工具进行有限元分析前处理
a) 几何清理，抽取中面，网格划分
b) 材料设置，装配连接，设置分析步骤
c) 设置边界条件及载荷
d) 模型检查及输出输入文件
3) 在ANSA软件中的TOSCA GUI中设置优化参数
a) 设置优化算法，设计区域及响应变量
b) 设置优化目标，约束
c) 设置停止条件，优化设置，smooth参数
4）选择有限元求解器（ABAQUS 或者其他求解器），提交优化计算，优化软件自动调用有限元求解器，并自动调用TOSCA优化求解器进行优化计算，并判断是否收敛或者达到停止条件，如果没有达到，返回4步骤继续下个循环的计算，如果满足，结束优化计算
5) TOSCA.Smooth和TOSCA.Post平滑网格并查看优化结果
6) 输出验证模型到求解器中再次验证计算
7) 输出CAD支持的IGS、STEP等文件到CAD软件中参考设计
3、参数优化
对于在已经成型的设计优化，设计到对多学科的分析结果的分析，我们可以选择多学科多参数优化方案。目前我们提供的方案是以ANSA/META为平台，利用Isight进行的任务流程集成多学科分析任务。
以下是一个简单的多学科多参数优化流程：
1. 从CAD软件（Pro/E, CATIA, UG, SolidWorks等）中导入CAD模型
2. 利用ANSA等前处理工具进行有限元分析前处理
a) 几何清理，抽取中面，网格划分
b) 材料设置，装配连接，设置分析步骤
c) 设置边界条件及载荷
d) 模型检查及输出输入文件
e) 输出求解模型
3. ANSA中设置Morphing boxes和网格变化参数
4. ANSA的任务管理其中建立优化任务，并设置优化输入文件配置及变量，并设置相关参数，配置导出有限元计算模型参数
5. ABAQUS Nastran等求解软件计算求解
6. 导入计算结果到META中，输出关心部分的结果响应
7. 建立Isight优化仿真流程，设置相应的优化算法，并将步骤4-6的输出文件和命令设置完成
8. 启动Isight任务计算，动调用图中黄色部分10-6-7-8的任务流程
9. 等待Isight计算完成后，得到优化的设计参数，返回到CAD设计系统修改设计模型，完成优化
