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数字样机&数字孪生
作者：俎涛，火龙果科技
 
为了提供系统的真实性和可预测性，可以对系统的构成建模，并标记系统各种构成部分的属性。
然后可以根据需要提供多种数字样机：

  • 功能样机：对系统的功能进行数字化，采用数字化形式对功能进行建模、数据、仿真和验证。
  • 物理样机：对系统的物理过程进行数字化，采用数字化形式对物理特性进行建模、数据、仿真和验证。
  • 制造样机：对系统的制造的各种零件进行数字化，采用数字化形式描述零件的物理特性，并进行仿真和验证
    • 我们采用Sys ML和UML对系统进行功能和数据建模、物理的构成和属性建模、制造的零件属性建模。然后根据客户需要对数字样机进行仿真、验证，具体工作流程如下：
    1) 采用 MBSE 平台 iSpace 说明数字孪生的工作流程、相关的模型和跟踪关系。
    2) 采用建模工具EA和iSpace进行数字孪生体的建模，包括 功能建模、系统部件模型。
    3) 采用虚拟现实系统进行物理系统建模。
    4) 然后采用样例数据对 Simulator 这些孪生体进行仿真和验证。
    如下是3个数字孪生示例：
    1）模拟真实世界的环境，进行系统工作场景仿真
         构建系统执行的虚拟环境，执行系统功能，模拟真实环境下的系统工作场景，验证物理世界的行为和特性。
         采用建模工具EA或者iSpace对系统逻辑建模，构建真实世界的工作环境，执行功能，验证系统在物理世界的具体表现，获得实验数据，优化系统设计。
         如下是 采用建模工具EA/iSpace 建模自动驾驶系统的逻辑模型，车辆在模拟的道路环境下运行，验证算法的有效性。
     
    2 ）系统功能与协作仿真
          模拟各个系统之间的功能和交互，验证功能和性能。
          可以采用 2 个工具构建功能样机：
           a) 建模工具 EA+Simulator ，可以模拟由系统中多个子系统的功能交互与协作。如下是联合防空系统的数字样机的功能仿真：
    视频：航空领域的系统协同仿真（基于EA+Simulator）
     
           b) 建模工具iSpace，可以模拟由系统中多个子系统的功能交互与协作。如下是联合舰队系统的数字样机的功能仿真：
    如下是步兵联合无人机的协同作战系统的数字样机的功能仿真：
    3) 子系统功能仿真
         模拟设备的功能和数据流，接收数据，执行功能，反馈状态。
         可以采用 2 个工具构建功能样机：
          a) 建模工具 EA+Simulator ，可以模拟子系统的功能，接收请求、进行处理、给出响应。如下是电机控制子系统的数字样机的功能仿真：

         b) 建模工具iSpace，可以模拟子系统的功能，接收请求、进行处理、给出响应。如下是整车控制子系统的数字样机的功能仿真：
    如下是电灯控制子系统的数字样机的功能仿真：
     
     
     
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