人形机器人作为人工智能、高端制造和新材料等前沿技术深度融合的结晶，正逐渐崭露头角，成为连接未来与现实的关键桥梁。人形机器人作为前沿科技领域的重要方向，对结构重量、力学性能与运动灵活性有着严苛要求。在满足功能、强度、动态性能的前提下，实现轻量化、高刚度和高效率，是人形机器人结构优化的重要课题。 西门子Simcenter为人形机器人提供了一套从仿生概念生成到可靠量产设计的完整数字化结构优化解决方案，其核心价值在于将**的仿真、优化技术与工程实践深度集成，加速高性能机器人的研发进程。 概念设计优化阶段 基于初始设计空间和动态载荷，进行拓扑优化，获得**的传力路径。 Simcenter OptiStruct和Simcenter Inspire 在设计包络空间内，根据受力路径寻找**材料分布，生成创新的仿生或有机形态结构，实现*致轻量化。适用于骨骼、关节、基座等核心承力部件。 人形机器人零部件优化 Simcenter OptiStruct 在薄壁结构上自动寻找**加强筋布局，提高局部刚度和固有频率，避免手动试错。适用于机器人壳体、面板等，在*小增重前提下显著提升结构刚度与抗振性。 Simcenter OptiStruct 在外壳、骨架或承重结构中规模化应用碳纤维复合材料，运动灵活性与耐久性显著提升，可适应复杂地形行走、肢体协同作业等多样化场景。Simcenter OptiStruct支持从*初的铺层形状和厚度分布、到详细的角度层数优化、到*终铺层层叠次序等的各个阶段的优化设计，同时考虑各铺层的应力、应变、失效，屈曲等性能约束。 详细设计优化阶段 对概念进行光顺和参数化，进行形状/尺寸优化以进一步减重并满足应力、频率约束。 Simcenter OptiStruct 在确定拓扑后，对壁厚、梁截面、孔尺寸、曲面形状等参数进行自动优化，精确满足性能目标。对连杆、支架等部件进行精细化减重和应力均匀化，是拓扑优化后的必要步骤。 Simcenter HEEDS 集成结构、动力学、热甚至电磁等多学科仿真，自动探索全局设计空间，寻找系统级*优解。解决人形机器人结构-控制耦合、轻量化-散热平衡等复杂系统权衡问题。 Simcenter在人形机器人优化中的核心优势在于其一体化、流程化、自动化的闭环流程。在Simcenter的加持下，人形机器人有望实现“更轻重量、更高性能、更低成本”的突破，为其从实验室走向工业、家庭等实际应用场景奠定基础。
