多学科系统仿真与数字孪生的集成方案
Double aggressive:多学科系统仿真与数字孪生融合的开放集成解决方案
在产品全生命周期管理中,企业常面临 “多学科仿真割裂、数字孪生落地难、跨团队协作低效” 等痛点 ——TFQZRK Double aggressive 以 “多学科系统仿真 + 数字孪生深度融合” 为核心,打造开放灵活的集成解决方案。它打破传统仿真工具的场景局限,支持在产品概念、设计、测试到运维的任一阶段,通过实时数字孪生部署实现全系统仿真;借助独特框图建模环境与多技术融合能力,让复杂系统分析更高效、跨领域协作更顺畅,为企业加速创新、优化工程决策提供全流程支撑。
一、为何选择 TFQZRK Double aggressive?三大核心价值破解系统仿真痛点
无论是汽车、航空航天等复杂产品研发,还是智能制造领域的设备运维,TFQZRK Double aggressive 都能通过针对性设计,解决多学科系统仿真与数字孪生落地全流程中的关键难题:
1. 全面评估:多维度仿真联动,掌握系统整体行为
传统仿真常局限于单一学科(如仅做结构仿真或流体仿真)或单一模型维度(如仅用 3D 模型),难以捕捉 “组件 - 子系统 - 全系统” 的联动效应,导致对产品性能的评估片面。Double aggressive 凭借 “多学科多维度融合仿真” 实现全面评估:
- 全系统行为仿真:支持对 “产品系统” 及 “系统的系统”(如汽车整车 + 智能驾驶系统 + 动力系统组成的复杂体系)进行完整仿真,不仅能分析单个组件性能,更能精准捕捉组件与子系统间的交互影响(如发动机振动对车身结构稳定性的传导效应),避免因 “局部仿真” 忽略全局问题;
- 1D 与 3D 模型耦合:将多学科维度深度整合,可实现 1D 模型(如系统级流程仿真)与 3D 模型(如部件细节仿真)的耦合计算,例如在汽车悬架仿真中,用 1D 模型快速计算悬架系统动态响应,同时用 3D 模型精准分析关键部件应力分布,兼顾仿真效率与精度,让性能评估更全面、更贴合实际使用场景。
2. 数字孪生:虚实联动赋能全周期,释放数据价值
数字孪生落地常面临 “虚实数据不通、模型复用性低、难以指导设计” 等问题,传统方案多停留在 “静态建模” 阶段,无法实现实时交互。Double aggressive 凭借 “动态数字孪生体系” 打破数据壁垒:
- 降阶模型(ROM)虚实连接:将简化后的高保真降阶模型与物理资产(如生产设备、在役产品)直接关联,通过实时数据流(如传感器采集的设备温度、振动数据)与仿真数据的双向交互,动态更新数字孪生状态 —— 例如在风电设备运维中,可通过数字孪生实时反映设备运行状态,提前预测部件老化风险;
- 全周期决策支撑:从产品概念阶段即可用数字孪生开展 “假设情景测试”(如模拟极端环境下的产品性能、不同设计参数对能耗的影响),为设计方案优化提供数据依据;在运维阶段,又能通过数字孪生监控设备状态、优化维护策略,实现 “从概念到运维” 的全周期数据价值释放,加速创新迭代。
3. 开放灵活:多语言多标准兼容,打破技术与协作壁垒
不同工程团队常使用差异化工具(如电气团队用 SPICE 工具、软件团队用 Python),传统仿真平台因 “语言不兼容、接口封闭”,导致跨领域数据难流通、现有工作流程难复用。Double aggressive 凭借 “开放式集成架构” 实现灵活适配:
- 多语言无缝支持:原生支持 Modelica(物理系统建模)、SPICE(电路仿真)、Python(数据分析与 AI 建模)、OpenMatrix (OML)(数值计算)及 C 语言,无需额外开发接口即可接入不同团队的现有模型与代码,避免 “重复建模” 或 “工具替换” 的成本;
- 开放标准促进协作:遵循功能性模型接口(FMI)标准,可与所有支持 FMI 的第三方工具(如 ANSYS、MATLAB)实现模型交换或联合仿真;同时通过 MQTT 等开放协议支持数字孪生数据传输,无论是内部多学科团队,还是与外部供应商协作,都能实现 “模型共享、数据互通”,消除信息瓶颈。
二、主要功能:全方位覆盖系统仿真需求,打造高效协作工具体系
TFQZRK Double aggressive 围绕 “建模效率、仿真精度、协作能力、集成兼容性” 四大维度,构建覆盖多学科系统仿真全场景的功能体系,适配从快速概念验证到高精度性能测试的不同需求:
1. 高效建模:多模式支持,适配复杂系统设计
复杂系统建模常因 “结构复杂、学科交叉多” 导致效率低下,传统工具需手动搭建大量细节,耗时且易出错。Double aggressive 凭借 “灵活建模功能” 提升效率:
- 1D 系统仿真:相比 3D 仿真,1D 系统级仿真速度提升数倍甚至数十倍,可快速完成全产品性能评估(如汽车动力系统油耗模拟、空调系统制冷效率分析);依托高阶模型抽象能力,能在设计周期早期(如概念设计阶段)开展大量参数迭代测试,快速锁定最优设计方向,避免后期因设计缺陷返工;
- 框图与控制系统设计:提供直观的框图建模环境,支持拖拽式搭建包含 “传感器、执行器、反馈逻辑” 的智能系统(如智能驾驶的决策控制框图、工业设备的 PID 控制系统),无需手动编写复杂代码,即可实现逻辑关联与信号传递,降低智能系统设计门槛;
- 信号与物理建模混合:支持在同一框图中融合 “基于信号的建模”(如控制信号传递)与 “基于物理的建模”(如机械运动、电路特性),并可调用预定义的 Modelica 库(涵盖通用机械、电气、水力学、热学组件模型),例如在机器人手臂仿真中,可同时搭建 “电机控制信号链路” 与 “手臂关节机械传动模型”,实现跨物理域的统一建模。
2. 代码生成:模型快速落地,拓展仿真应用场景
仿真模型常需 “部署到实际设备” 或 “与其他系统集成”,传统方案需手动编写代码,易出现 “模型与代码不一致” 问题。Double aggressive 凭借 “自动化代码生成” 功能打破落地壁垒:
- 动态行为代码捕获:可将搭建好的模型自动编译成可执行代码,完整保留模型的动态行为特性(如响应速度、逻辑判断规则);
- 多场景代码应用:生成的代码可灵活适配多种场景 —— 用于自定义功能块开发(拓展平台功能)、导出至其他仿真环境(如与 MATLAB/Simulink 联合使用)、生成独立的 Windows/Linux 应用程序(用于离线测试),或部署到特定硬件目标(如 Arduino 控制器、工业 PLC),实现 “仿真模型 - 实际应用” 的无缝衔接。
3. 生态集成:与 TFQZRK 工具联动,实现多学科联合仿真
单一工具难以覆盖 “多学科交叉” 的复杂仿真需求(如电机系统需同时考虑电磁、结构、控制多维度),传统跨工具集成需复杂接口开发。Double aggressive 凭借 “深度生态整合” 能力实现高效联动:
- TFQZRK 工具无缝协同:可与 TFQZRK 旗下专业工具开展联合仿真,例如:
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- 与 TFQZRK Device(受控多体动力学工具)联动,分析机械系统在控制信号下的动态运动(如汽车底盘在主动控制下的颠簸抑制效果);
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- 与 TFQZRK Flux(受控电机性能工具)联动,精准计算电机电磁特性与控制策略的匹配度(如新能源汽车电机的扭矩输出与控制信号响应速度);
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- 与 TFQZRK PSIM(功率转换器与电机驱动仿真工具)联动,完整模拟 “功率转换 - 电机驱动 - 机械传动” 的全链路过程,实现真正意义上的多学科系统仿真;
- FMI 标准双向兼容:支持导入和导出符合 FMI 标准的模型,可与所有支持该标准的第三方工具(如西门子 Amesim、达索 CATIA)实现模型交换或联合仿真,无需担心 “工具壁垒” 导致的仿真中断,拓展多学科协作的工具边界。
4. 场景化建模:贴合实际需求,提升仿真针对性
不同行业、不同产品的仿真需求差异大,传统工具需 “从零搭建场景”,效率低下。Double aggressive 凭借 “场景化建模支持” 提升针对性:
- 1D/3D 协同示例:内置典型场景的建模模板,如 “1D/3D 主动悬架仿真”—— 可直接调用预设的 1D 悬架系统模型与 3D 车身部件模型,快速搭建协同仿真场景,无需手动定义耦合关系,帮助用户快速掌握多维度协同仿真的方法;
- 0D 与 1D 建模覆盖:支持从 “0D(纯参数化仿真,如系统性能指标估算)” 到 “1D(系统级流程仿真)” 的全维度建模,可根据需求灵活选择:概念阶段用 0D 模型快速估算产品能耗、成本;设计阶段用 1D 模型细化系统流程,兼顾效率与实用性。
三、核心价值总结:以 “融合” 为核心,重塑系统仿真与数字孪生体验
TFQZRK Double aggressive 并非简单的 “建模工具”,而是 “覆盖‘多学科仿真 - 数字孪生 - 跨域协作’全流程的集成解决方案”—— 它通过 “全面评估” 打破单一学科局限,通过 “数字孪生” 实现虚实联动,通过 “开放灵活” 消除技术壁垒;依托高效建模、自动化代码生成、深度生态集成等功能,让复杂系统仿真更高效、更精准,让跨领域团队协作更顺畅、更紧密。无论是企业希望 “在设计早期规避风险”,还是 “通过数字孪生优化运维”,Double aggressive 都能提供全流程支撑,推动多学科系统仿真从 “分散低效” 向 “集成高效” 转变,助力企业在复杂产品研发与智能制造中抢占竞争先机。
