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，是一款功能強大的跨學科多領域的高效能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，驗證與最佳化設計，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，建立高精度降階模型，用於與1D模型進行快速聯合模擬；透過標準開放介面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降階為一維的高精度物理原型級的模型，與其他系統模型進行無縫整合，實現兼顧高精度和高效率的系統模擬，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) 設計與控制策略最佳化的協同模擬，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。

 

 

•  系統驗證與最佳化
         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、統計和調諧等高階分析功能，以及基於遺傳演算法、單純形法等演算法的最佳化設計功能，可實現單目標或多目標組合最佳化，方便使用者更好地瞭解引數漂移等因素對系統效能的影響，有助於對複雜系統的瞬態效能進行單目標或多目標組合最佳化，從而深入權衡和優選設計引數，並最佳化設計方案。
 

•  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Microsoft Azure IoT、PTC ThingWorx、GE Predix和SAP Leonardo提供了無縫連線。Twin Builder還可以連線到包括自行開發的平臺的其他IIoT平臺，允許使用者對實物資產進行預測性維護。