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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、零件模型、物理运动模型。
    3) 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2个数字孪生示例:
    (1) 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:
     
    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:
     
     
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