Twin Builder—系統(tǒng)級(jí)多物理域數(shù)字孿生平臺(tái)

Twin Builder是ANSYS公司系統(tǒng)仿真單元的核心產(chǎn)品，是一款專業(yè)的跨學(xué)科多領(lǐng)域系統(tǒng)仿真軟件和數(shù)字孿生平臺(tái)。能夠做到統(tǒng)領(lǐng)建模、仿真和驗(yàn)證，并與IIoT物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)集成、部署與運(yùn)行數(shù)字孿生體。在Twin Builder的支持下，能夠幫助用戶研究復(fù)雜系統(tǒng)的功能與性能，驗(yàn)證與優(yōu)化設(shè)計(jì)，縮減開發(fā)時(shí)間和降低研發(fā)成本，能夠用于故障診斷，系統(tǒng)預(yù)測(cè)性維護(hù)，并獲得運(yùn)行數(shù)據(jù)來改進(jìn)新產(chǎn)品。

產(chǎn)品介紹

多物理域多語言建模與仿真

Twin Builder支持以多種方式實(shí)現(xiàn)多物理域系統(tǒng)模型集成，能實(shí)現(xiàn)電力電子、數(shù)字和模擬控制、流動(dòng)與傳熱、動(dòng)力學(xué)、液壓等復(fù)雜系統(tǒng)的建模仿真。

• 具備Modelica、VHDL-AMS、SPICE、C/C++等多種建模語言與模型庫

• 具備與不同專業(yè)學(xué)科設(shè)計(jì)與分析軟件的接口，可實(shí)現(xiàn)多物理域系統(tǒng)聯(lián)合仿真

• 具備結(jié)構(gòu)、流體、電磁、熱等3D有限元模型降階功能，建立降階模型，用于與1D模型進(jìn)行快速聯(lián)合仿真

• 通過標(biāo)準(zhǔn)開放接口FMI與第三方工具進(jìn)行系統(tǒng)集成

• 可實(shí)現(xiàn)與嵌入式軟件設(shè)計(jì)開發(fā)平臺(tái)ANSYS SCADE集成

三維模型降階

Twin Builder應(yīng)用模型降階技術(shù)將三維仿真模型降階為一維物理原型級(jí)模型，與其他系統(tǒng)模型進(jìn)行無縫集成，實(shí)現(xiàn)兼顧精度和效率的系統(tǒng)仿真，并支持實(shí)時(shí)仿真。Twin Builder可與ANSYS其他場(chǎng)仿真軟件進(jìn)行直接接口，操作便捷。

Twin Builder模型降階模塊可根據(jù)用戶需求，生成各類降階模型，包括靜態(tài)、動(dòng)態(tài)降階模型，線性、非線性降階模型，輸出接口數(shù)據(jù)、輸出場(chǎng)數(shù)據(jù)降階模型。

嵌入式軟件集成與驗(yàn)證

Twin Builder可以集成嵌入式控制軟件和HMI設(shè)計(jì)，支持模型在環(huán)(MiL)設(shè)計(jì)與控制策略優(yōu)化的協(xié)同仿真，以及對(duì)虛擬系統(tǒng)中真實(shí)嵌入的代碼進(jìn)行軟件在環(huán)(SiL)驗(yàn)證時(shí)的代碼導(dǎo)入，使用物理系統(tǒng)模型測(cè)試嵌入式控件的性能。與SCADE套件和SCADE Display的緊密耦合，可在軟件操作期間進(jìn)行交互式監(jiān)控和調(diào)試。提供流行嵌入式控制設(shè)計(jì)工具，包括SCADE工具套件和Matlab/Simulink的接口。

系統(tǒng)驗(yàn)證與優(yōu)化

Twin Builder提供復(fù)雜仿真模型的測(cè)試和檢查功能，支持對(duì)復(fù)雜仿真模型的接口匹配性、模型自由度、方程的收斂性等進(jìn)行自動(dòng)化檢查，支持根據(jù)仿真建模通用標(biāo)準(zhǔn)來檢查模型的規(guī)范性。

Twin Builder具有參數(shù)化、靈敏度、統(tǒng)計(jì)和調(diào)諧等分析功能，以及基于遺傳算法、單純形法等算法的優(yōu)化設(shè)計(jì)功能，可實(shí)現(xiàn)單目標(biāo)或多目標(biāo)組合優(yōu)化，方便用戶更好地了解參數(shù)漂移等因素對(duì)系統(tǒng)最終性能的影響，有助于對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的瞬態(tài)性能進(jìn)行單目標(biāo)或多目標(biāo)組合優(yōu)化，從而深入權(quán)衡和優(yōu)選設(shè)計(jì)參數(shù)，并優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

數(shù)字孿生生成與部署

Twin Builder可對(duì)已搭建的系統(tǒng)模型進(jìn)行分層次的調(diào)參驗(yàn)證，生成、導(dǎo)出數(shù)字孿生體，并部署在IIoT平臺(tái)、半實(shí)物仿真機(jī)等邊緣設(shè)備、公司內(nèi)部的數(shù)據(jù)服務(wù)器上，進(jìn)而訪問測(cè)試數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。Twin Builder的內(nèi)置API為MicrosoftAzureIoT、PTCThingWorx、GEPredix和SAPLeonardo提供了無縫連接。Twin Builder還可以連接到包括自行開發(fā)的其他IIoT平臺(tái)，允許用戶對(duì)實(shí)物資產(chǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)性維護(hù)。

應(yīng)用&案例

基于降階模型的環(huán)控系統(tǒng)仿真

永磁同步電機(jī)場(chǎng)-路聯(lián)合仿真模型

電池包有限元模型降階與系統(tǒng)集成案例