MapleSim—基于多学科数字孪生的虚拟调试应用服务

      MapleSim是一个多学科系统级建模仿真环境，从数字孪生实现虚拟调试到车辆实时仿真、重型机械仿真分析等，MapleSim帮助企业降低开发风险、支持创新。产品介绍如下：

        ① 利用预制的建模元件库建模，专业模型库包括：信号库、机械库、多体库、电气库、液压库、气动库、热库、电池库、电磁库、动力传动库、轮胎库、热传导库、滑轮绳索库、卷料处理库等

        ② 导入第三方工具生成的FMU模型

        ③ CAD Toolbox导入，可以将各种CAD软件生成的机械CAD模型导入到MapleSim软件中，自动捕捉模型部件的运动学和动力学特性，以及模型之间的空间关系，方便在MapleSim快速创建系统级模型。支持的CAD软件包括Inventor?、 NX?、 SOLIDWORKS?、 CATIA? V5、 Solid Edge?、 3D ACIS? Modeler、Pro/Engineer? / PTC? Creo Parametric?、Parasolid?、 AutoCAD? 3D 以及 I-deas?等，支持导入STEP和STL文件

        ④利用底层数学软件Maple，轻松将数学模型转化MapleSim仿真模型，无需编程，提供强大的自定义模型二次开发环境

        ① 内置大量的设计分析模板，包括多体分析、优化、敏感度分析、蒙特卡洛模拟、模型线性化、运动轨迹生成等

        ② 利用Maple内置的数学计算功能，例如矩阵计算、统计和数据处理、信号处理、深度学习、微分方程、动态系统、优化、绘图、单位和公差计算等扩展和创建客户化的分析功能

        ③ 控制设计工具箱

        ④ 全局优化工具箱

        ⑤ 计算书和计算管理模块Maple Flow

        ① 输出独立的C代码

        ② 输出S-function

        ③ 输出FMI标准的FMU模型，支持第三方工具，包括dSPACE、 Amesim、 QTronic Silver、 IPG CarMaker、 VI-CarRealTime、 B&R Automation Studio等

        ④ 通过EtherNet/IP通讯连接到基于CODESYS的工具

        ① 通过模块MapleSim Insight直接连接自动化软件实现3D实时可视化，实现对控制器的基于仿真的测试

        ② 通过私有云计算平台MapleNet和私有云仿真计算平台MapleSimServer，创建基于网页的应用程序

        ③ 与基于云的数字孪生平台进行双向连接

        ④ 与工业自动化PLC软硬件连接实现机器的虚拟调试

MapleMBSE—MBSE系统工程模型建模工具

         MapleMBSE是一个基于Excel用户界面、面向特定任务视图的系统工程工具，让企业范围内的系统工程应用和人员广泛参与成为可能。通过针对系统模型实时的双向连接，让参与者都能够进入系统模型，确保大家都可以通过系统模型进行协作，从而让他们更快地工作、避免错误和减少未知的成本。

         MapleMBSE支持基于Excel界面开发系统模型，使用EMF（Eclipse Modeling Framework），可以通过Adapter连接不同的工具，例如通过Teamwork Cloud连接Cameo Systems Modeler和MagicDraw，或者直接访问Rhapsody或者Capella创建的系统模型；同时可以连接其他工具链，例如ARTOP Autosar、MapleSim、Simulink、IBM DOORS、Sodius PLMs等。

         在Excel中，用户可以编辑模型，支持表格和矩阵，从而灵活设置电子表格的格式。在EMF(Eclipse Modeling Framework)上支持各种模型，支持导入和输出Excel表格，从而允许用户仅通过Excel编辑模型。

MapleMBSE软件架构示意图

         MapleMBSE软件基于EMF（Eclipse Modeling Framework），通过Excel用户界面连接主流的MBSE平台，MapleMBSE主要由2个模块组成：MapleMBSE 2020、MapleMBSE 2020 Adapter。

         其中MapleMBSE提供了一个平台，用户可以使用该平台将基于图表模型中的模型信息映射为表格形式。 基于图的模型可以是以UML或SysML定义的模型，也可以是建模工具专用的其他格式。

         MapleMBSE 2020 Adapter针对不同的MBSE平台提供不同的接口程序，包括：MapleMBSE Rhapsody Adapter、MapleMBSE TeamworkCloud Adapter、 MapleMBSE Capella Adapter，这些Adapter接口提供MapleMBSE与这些平台的系统模型之间的信息交互。

        ① 与常用的基于SysML的MBSE平台集成，包括No Magic的Cameo Systems Modeler、IBM的Rational Rhapsody以及Capella

        ② 在不同工具之间自动转换系统，确保MapleMBSE与系统模型中的信息是同步的

        ③ 针对常用系统工程任务的优化工具视图：影响分析、失效模式和影响分析FMEA、比较研究、设计结构矩阵

        ④ 读取系统模型，能够查看、输入、修改系统设计信息，支持Requirements、Use-case、Block Definition、Internal Block、Activity、State Machine、Parametric、Package等类型得框图的自动转换、显示、修改和编辑的操作

        ① 易学易用：熟悉MBSE（基于模型的系统工程方法）人员较少，与系统相关的大部分人员并不熟悉如何实施MBSE，MapleMBSE直观的基于Excel的用户界面让参与者能够访问和操作SE系统模型，几乎没有学习曲线

        ② 扩大系统工程的参与范围：通过为项目相关人员提供一个熟悉的用户界面，减少软件使用培训所需的时间，让相关部门和人员能参与到系统工程流程。使用MapleMBSE用户不需要成为系统工程专家就可以为这个过程做出贡献。面向特定任务和基于Excel的视图，仅向每个用户显示他们需要查看的内容；MapleMBSE 在熟悉MBSE 方法的系统工程师与不熟悉MBSE方法的参与者之间建立一个桥梁，使MBSE 的方法应用于相关部门和人员，并贯穿于系统开发过程中

        ③ 容易使用的基于Excel界面的系统工程工具，减少使用MBSE工具常犯的错误：MapleMBSE提供了一个直观的、基于Excel界面的使用环境，可轻松输入系统定义，即使用户不是一个MBSE工具专家

        ④ 主要的系统工程工具不具有的强大的电子表格功能：灵活的剪切和粘贴操作、数据验证和重复验证、基于Excel表的公式功能、可编辑几乎所有的系统模型，而不仅仅是依赖项、使用双向查询路径表达式 (QPE) 语言灵活地查询模型元素、只需添加新行或列即可创建新的模型元素

        ⑤ 减少错误和成本：简化信息输入，降低出错风险，MapleMBSE允许您使用自然的语言和数字输入，从而减少与MBSE工具复杂输入机制相关的错误

        ⑥ 提供模型视图和数据集成的快速定制：由于每个系统工程项目各不相同，MapleMBSE允许面向不同用户定制模型任务视图

MapleMBSE促进整个企业应用MBSE