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.

  • Расширенные возможности по созданию цифровых двйоников
  • 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.

  • Улучшенная производительность
  • 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.

  • Обновленные библиотеки
  • 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.

  • Новые модули
  • 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.

    Если у Вас возникли дополнительные вопросы по данному продукту, мы всегда будем рады на них ответить!