MapleSim—基于多學科數字孿生的虛擬調試應用服務

MapleSim是一個多學科系統級建模仿真環境，從數字孿生實現虛擬調試到車輛實時仿真、重型機械仿真分析等，MapleSim幫助企業降低開發風險、支持創新。產品介紹如下：

• 建模

? 利用預制的建模元件庫建模，專業模型庫包括：信號庫、機械庫、多體庫、電氣庫、液壓庫、氣動庫、熱庫、電池庫、電磁庫、動力傳動庫、輪胎庫、熱傳導庫、滑輪繩索庫、卷料處理庫等

?導入第三方工具生成的FMU模型

?CAD Toolbox導入，可以將各種CAD軟件生成的機械CAD模型導入到MapleSim軟件中，自動捕捉模型部件的運動學和動力學特性，以及模型之間的空間關系，方便在MapleSim快速創建系統級模型。支持的CAD軟件包括Inventor?、 NX?、 SOLIDWORKS?、 CATIA? V5、 Solid Edge?、 3D ACIS? Modeler、Pro/Engineer? / PTC? Creo Parametric?、Parasolid?、 AutoCAD? 3D以及 I-deas?等，支持導入STEP和STL文件

?利用底層數學軟件Maple，輕松將數學模型轉化MapleSim仿真模型，無需編程，提供強大的自定義模型二次開發環境

• 仿真分析

?內置大量的設計分析模板，包括多體分析、優化、敏感度分析、蒙特卡洛模擬、模型線性化、運動軌跡生成等

?利用Maple內置的數學計算功能，例如矩陣計算、統計和數據處理、信號處理、深度學習、微分方程、動態系統、優化、繪圖、單位和公差計算等擴展和創建客戶化的分析功能

?控制設計工具箱

?全局優化工具箱

?計算書和計算管理模塊Maple Flow

• 代碼輸出

?輸出獨立的C代碼

?輸出S-function

?輸出FMI標準的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

?通過EtherNet/IP通訊連接到基于CODESYS的工具

• 與其他工具的集成

?通過模塊MapleSim Insight直接連接自動化軟件實現3D實時可視化，實現對控制器的基于仿真的測試

?通過私有云計算平臺MapleNet和私有云仿真計算平臺MapleSimServer，創建基于網頁的應用程序

?與基于云的數字孿生平臺進行雙向連接

?與工業自動化PLC軟硬件連接實現機器的虛擬調試

MapleMBSE—MBSE系統工程模型建模工具

• MapleMBSE技術特點

MapleMBSE是一個基于Excel用戶界面、面向特定任務視圖的系統工程工具，讓企業范圍內的系統工程應用和人員廣泛參與成為可能。通過針對系統模型實時的雙向連接，讓參與者都能夠進入系統模型，確保大家都可以通過系統模型進行協作，從而讓他們更快地工作、避免錯誤和減少未知的成本。

• 軟件框架

MapleMBSE支持基于Excel界面開發系統模型，使用EMF（Eclipse Modeling Framework），可以通過Adapter連接不同的工具，例如通過Teamwork Cloud連接Cameo Systems Modeler和MagicDraw，或者直接訪問Rhapsody或者Capella創建的系統模型；同時可以連接其他工具鏈，例如ARTOP Autosar、MapleSim、Simulink、IBM DOORS、Sodius PLMs等。

在Excel中，用戶可以編輯模型，支持表格和矩陣，從而靈活設置電子表格的格式。在EMF(Eclipse Modeling Framework)上支持各種模型，支持導入和輸出Excel表格，從而允許用戶僅通過Excel編輯模型。

MapleMBSE軟件架構示意圖

• 軟件組成

MapleMBSE軟件基于EMF（Eclipse Modeling Framework），通過Excel用戶界面連接主流的MBSE平臺，MapleMBSE主要由2個模塊組成：MapleMBSE 2020、MapleMBSE 2020 Adapter。

其中MapleMBSE提供了一個平臺，用戶可以使用該平臺將基于圖表模型中的模型信息映射為表格形式。 基于圖的模型可以是以UML或SysML定義的模型，也可以是建模工具專用的其他格式。

MapleMBSE 2020 Adapter針對不同的MBSE平臺提供不同的接口程序，包括：MapleMBSE Rhapsody Adapter、MapleMBSE TeamworkCloud Adapter、 MapleMBSE Capella Adapter，這些Adapter接口提供MapleMBSE與這些平臺的系統模型之間的信息交互。

• 主要功能

?與常用的基于SysML的MBSE平臺集成，包括No Magic的Cameo Systems Modeler、IBM的Rational Rhapsody以及Capella

?在不同工具之間自動轉換系統，確保MapleMBSE與系統模型中的信息是同步的

?針對常用系統工程任務的優化工具視圖：影響分析、失效模式和影響分析FMEA、比較研究、設計結構矩陣

?讀取系統模型，能夠查看、輸入、修改系統設計信息，支持Requirements、Use-case、Block Definition、Internal Block、Activity、State Machine、Parametric、Package等類型得框圖的自動轉換、顯示、修改和編輯的操作

• 技術優勢

?易學易用：熟悉MBSE（基于模型的系統工程方法）人員較少，與系統相關的大部分人員并不熟悉如何實施MBSE，MapleMBSE直觀的基于Excel的用戶界面讓參與者能夠訪問和操作SE系統模型，幾乎沒有學習曲線

?擴大系統工程的參與范圍：通過為項目相關人員提供一個熟悉的用戶界面，減少軟件使用培訓所需的時間，讓相關部門和人員能參與到系統工程流程。使用MapleMBSE用戶不需要成為系統工程專家就可以為這個過程做出貢獻。面向特定任務和基于Excel的視圖，僅向每個用戶顯示他們需要查看的內容；MapleMBSE在熟悉MBSE方法的系統工程師與不熟悉MBSE方法的參與者之間建立一個橋梁，使MBSE的方法應用于相關部門和人員，并貫穿于系統開發過程中

?容易使用的基于Excel界面的系統工程工具，減少使用MBSE工具常犯的錯誤：MapleMBSE提供了一個直觀的、基于Excel界面的使用環境，可輕松輸入系統定義，即使用戶不是一個MBSE工具專家

?主要的系統工程工具不具有的強大的電子表格功能：靈活的剪切和粘貼操作、數據驗證和重復驗證、基于Excel表的公式功能、可編輯幾乎所有的系統模型，而不僅僅是依賴項、使用雙向查詢路徑表達式 (QPE)語言靈活地查詢模型元素、只需添加新行或列即可創建新的模型元素

?減少錯誤和成本：簡化信息輸入，降低出錯風險，MapleMBSE允許您使用自然的語言和數字輸入，從而減少與MBSE工具復雜輸入機制相關的錯誤

?提供模型視圖和數據集成的快速定制：由于每個系統工程項目各不相同，MapleMBSE允許面向不同用戶定制模型任務視圖

MapleMBSE促進整個企業應用MBSE