Twin Builder—系統級多物理域數字孿生平臺

  Twin Builder是ANSYS公司系統模擬單元的核心產品，是一款專業的跨學科多領域系統模擬軟體和數字孿生平臺。能夠做到統領建模、模擬和驗證，並與IIoT物聯網平臺整合、部署與執行數字孿生體。在Twin Builder的支援下，能夠幫助使用者研究複雜系統的功能與效能，驗證與優化設計，縮減開發時間和降低研發成本，能夠用於故障診斷，系統預測性維護，並獲得執行資料來改進新產品。

產品介紹

? 多物理域多語言建模與模擬

  Twin Builder支援以多種方式實現多物理域系統模型整合，能實現電力電子、數字和模擬控制、流動與傳熱、動力學、液壓等複雜系統的建模模擬。

• 具備 Modelica、VHDL-AMS、SPICE、C/C++等多種建模語言與模型庫 
• 具備與不同專業學科設計與分析軟體的介面，可實現多物理域系統聯合模擬
• 具備結構、流體、電磁、熱等3D有限元模型降階功能，建立降階模型，用於與1D模型進行快速聯合模擬
• 通過 標準開放介面FMI與第三方工具進行系統整合
• 可實現與嵌入式軟體設計開發平臺ANSYS SCADE整合

? 三維模型降階

  Twin Builder應用模型降階技術將三維模擬模型降階為一維物理原型級模型，與其他系統模型進行無縫整合，實現兼顧精度和效率的系統模擬，並支援實時模擬。Twin Builder可與ANSYS其他場模擬軟體進行直接介面，操作便捷。

  Twin Builder模型降階模組可根據使用者需求，生成各類降階模型，包括靜態、動態降階模型，線性、非線性降階模型，輸出介面資料、輸出場資料降階模型。

? 嵌入式軟體整合與驗證

  Twin Builder可以整合嵌入式控制軟體和HMI設計，支援模型在環(MiL)設計與控制策略優化的協同模擬，以及對虛擬系統中真實嵌入的程式碼進行軟體在環(SiL)驗證時的程式碼匯入，使用物理系統模型測試嵌入式控制元件的效能。與SCADE套件和SCADE Display的緊密耦合，可在軟體操作期間進行互動式監控和除錯。提供流行嵌入式控制設計工具，包括SCADE工具套件和Matlab/Simulink的介面。

? 系統驗證與優化

  Twin Builder提供複雜模擬模型的測試和檢查功能，支援對複雜模擬模型的介面匹配性、模型自由度、方程的收斂性等進行自動化檢查，支援根據模擬建模通用標準來檢查模型的規範性。

  Twin Builder具有引數化、靈敏度、統計和調諧等分析功能，以及基於遺傳演算法、單純形法等演算法的優化設計功能，可實現單目標或多目標組合優化，方便使用者更好地瞭解引數漂移等因素對系統最終效能的影響，有助於對複雜系統的瞬態效能進行單目標或多目標組合優化，從而深入權衡和優選設計引數，並優化設計方案。

? 數字孿生生成與部署

  Twin Builder可對已搭建的系統模型進行分層次的調參驗證，生成、匯出數字孿生體，並部署在IIoT平臺、半實物模擬機等邊緣裝置、公司內部的資料伺服器上，進而訪問測試資料和實時資料。Twin Builder的內建API為MicrosoftAzureIoT、PTCThingWorx、GEPredix和SAPLeonardo提供了無縫連線。Twin Builder還可以連線到包括自行開發的其他IIoT平臺，允許使用者對實物資產進行預測性維護。

應用&案例

? 基於降階模型的環控系統模擬

?  永磁同步電機場-路聯合模擬模型

? 電池包有限元模型降階與系統整合案例

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