MapleSim: системное моделирование и цифровые двойники
Программное обеспечение MapleSim представляет собой профессиональный инструмент моделирования, который позволяет предприятиям значительно снизить риски при проектировании новых изделий, снизить затраты на производство и обслуживание, а также ускорить разработку инновационных продуктов. MapleSim широко используется в различных областях промышленности, а также в учебном процессе. Пакет MapleSim основан на мощном символьном математическом движке Maple, что позволяет решать задачи, недоступные обычным системам численного моделирования.
На сегодняшний день в промышленности нужны системы, позволяющие строить модели на системном уровне для быстрого прототипирования. Пакет MapleSim сочетает в себе компоненты из различных областей знаний, включая механику, гидравлику, электромагнетизм и др. Таким образом, специалисты могут быстро тестировать различные концепции и выбирать наиболее эффективные варианты дизайна с учетом мульти-физических взаимодействий между компонентами. Такой подход позволяет собрать всю систему внутри одной среды, а также обнаружить и устранить непредвиденные эффекты, которые могут возникнуть в процессе эксплуатации.
Разработанные в MapleSim модели отличаются высокой вычислительной эффективностью, что позволяет использовать их в замкнутых циклах моделирования (MIL/SIL/SIL) - подключать к аппаратным системам, промышленным манипуляторам, системам управления и др. В отличие от натурных экспериментов, моделирование позволяет безопасно исследовать работу системы в различных условиях. После того, как разработанная модель исследована и оптимизирована, она может быть экспортирована в Simulink или LabVIEW, а также в другие среды.
Цифровые двойники в MapleSim
Цифровые двойники представляют собой виртуальную модель изделия, которая не отбрасывается после создания физического объекта, а используется в связке с ним на протяжении всего жизненного цикла изделия. С помощью датчиков информация о состоянии объекта в реальном времени передается цифровому двойнику. На основе полученных данных уточняется цифровая модель, которая, в свою очередь, дает рекомендации по оптимизации режима эксплуатации и обслуживания реального объекта. Например, предсказывает вероятность отказа определенного узла, уточняет время профилактического обслуживания и так далее.
Пакет MapleSim позволяет разрабатывать модели цифровых двойников и подключать их к функционирующим реальным объектам. В тех случаях когда создание традиционных цифровых двойников, основанных на собираемых данных, является дорогостоящим, они частично могут быть заменены цифровыми двойниками, основанными на моделях. В этом случае, часть данных заменяется результатами моделирования в реальном времени. Такой подход позволяет существенно снизить затраты на внедрение и использование цифровых двойников без потери качества получаемой информации.
Компания БазисСофт является эксклюзивным представителем Maplesoft на территории России и СНГ!
Системное моделирование в MapleSim
Системное моделирование (1D моделирование) - эффективный метод, используемый в инженерном проектирования, который позволяет значительно сократить время разработки, выявить возможные проблемы на ранних этапах, тем самым сократив затраты на их исправление в дальнейшем, и, в целом, оптимизировать проектируемое изделие и ускорить его разработку. Однако, реализовать эти преимущества удается не всем, из-за сложностей, возникающих при переносе инженерной экспертизы в какую-либо среду моделирования. MapleSim помогает пользователям минимизировать эти трудности.
К примеру, MapleSim позволяет использовать не только стандартные инструменты анализа, такие как исследование параметров, анализ чувствительности и др., но и создавать собственные шаблоны для автоматизированного анализа системы, с возможностью комбинирования стандартных инструментов. Программный продукт позволяет также хранить вместе с моделью дополнительные комментарии и документацию внутри одного файла, тем самым облегчая накопление и передачу знаний внутри компании.
Отличительным преимуществом MapleSim является возможность создания web-приложений на основе моделей, так что вся информация доступная по результатам моделирования может быть использована всеми сотрудниками с использованием интерактивных интерфейсов. Все модели могут быть экспортированы в самостоятельные программы благодаря инструментам генерации кода, а сам продукт легко интегрируется с другими средами моделирования и САПР.
Новые возможности MapleSim 2020
Новый релиз семейства продуктов MapleSim включает в себя большое число различных улучшений, связанных с упрощением работы, расширением технических возможностей и областей работы, а также с возможностями по интеграции с другими программными продуктами. Помимо этого представлены два новых продукта - MapleSim Insight и библиотека MapleSim Ropes and Pulleys Library.
Новый релиз MapleSim 2020 упрощает процесс создания и тестирования цифровых двойников благодаря новым библиотекам и компонентам, а также интеграционным инструментам. Обновленные компоненты содержат инструменты автоматического расчета центра масс и моментов инерции, а также 3D визуализацию. Расширенные возможности приложения Kinematic Cam Generation позволяют создавать сложные траектории при визуализации различных сценариев. Новые виртуальные сенсоры позволяют моделировать динамическое влияние нагрузок на работы проектируемых систем.
Обновленное вычислительное ядро позволяет обрабатывать системы еще большей размерности в реальном масштабе времени. Новая структура представления моделей ускоряет все рутинные расчеты без потери в детализации. Данные обновления распространяются также и на экспортируемые модели - при экспорте моделей в формат FMI или при использовании MapleSim Connector для Simulink результирующие файлы также выполняются быстрее в целевых системах. Инструменты для исследования параметров и оптимизации помимо внутренних усовершенствований также получли новый графический интерфейс пользователя.
Обновления библиотек и компонентов в MapleSim 2020 ксонулись самых различных инженерных областей. В механических библиотеках появились компоненты, позволяющие моделировать различную геометрию деталей, а также сенсоры для моделирвоания динамических нагрузок. Обновленный интерфейс получили многие компоненты из библиотеки электрических батарей; повышена эффективность рассчетов при использовании компонентов из тепловых библиотек. Помимо этого, в целом улучшена 3D визуализации и графическое представление компонентов.
Вместе с MapleSim 2020 пользователям стали доступны два новых продукта - библиотека для моделирвоания блочно-канатных систем Ropes and Pulleys Library и средство для отладки MapleSim Insight. Библиотека Ropes and Pulleys Library позволяет моделировать блочно-канатные подсистемы, упрощая разработку, анализ и визуализацию в соответсвтующих специализированных инженерных областях. Система MapleSim Insight предназначена для отладки разработанных моделей, подключенных к средствам автоматизации и аппаратному обспечению. Это позволяет отлаживать алгоритмы управления, что является неотъемлемой частью эффективной виртуальной эксплуатации. MapleSim Insight предлагает пользователям инструменты 3D визуализации для визуальной интерпретации результатов, а также возможность получения точных расчетов в виде 2D графиков и таблиц. Режим отладки в реальном масштабе времени позволяет в точности определить поведение физических устройств под действием разрабатываемых алгоритмов еще до фактического подключения к аппаратуре.
