Maple - 多领域系统级建模仿真和科学计算软件

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：

• 建模

»  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
»  导入第三方工具生成的FMU模型

»  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®、 SOLIDWORKS®、CATIA® V5、NX®、Solid Edge®、3D ACIS® Modeler、Pro/Engineer® / PTC® Creo Parametric™、AutoCAD® 3D 、Parasolid®以及I-deas®等，支持导入STEP和STL文件
»  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

• 仿真分析

»  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
»  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
»  控制设计工具箱
»  全局优化工具箱
»  计算书和计算管理模块Maple Flow

• 代码输出

»  输出独立的C代码
»  输出S-function
»  输出FMI标准的FMU模型，支持第三方工具，包括 Amesim、IPG CarMaker、QTronic Silver、B&R Automation Studio、dSPACE、VI-CarRealTime等
»  通过EtherNet/IP通讯连接到基于CODESYS的工具

• 与其他工具的集成

»  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
»  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
»  与基于云的数字孪生平台进行双向连接
»  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技术特点

       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。

• 软件框架

       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

• 软件组成

       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。

• 主要功能

»  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
»  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
»  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
»  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

• 技术优势

»  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
»  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
»  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
»  主要的系统工程工具不具有的强大的电子表格功能
① 灵活的剪切和粘贴操作
② 数据验证和重复验证
③ 基于Excel表的公式功能
④ 可编辑几乎所有的系统模型，而不仅仅是依赖项
⑤ 使用双向查询路径表达式 (QPE) 语言灵活地查询模型元素
⑥ 只需添加新行或列即可创建新的模型元素
»  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
»  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