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ANSYS电机系统仿真
与数字孪生解决方案
ANSYS系统仿真与数字孪生技术概览
系统仿真基于仿真的数字孪生
System
Simulation
DigitalTwin
基于仿真的数字孪生
?通过集成多学科系统模型为在运营中的物理设备构建连接的虚拟副本,为物理设
备的生命周期运行体验建立镜像
?支持系统设计和优化、预测性维护和优化工业资产管理
数字孪生的模型分类
PhysicalAsset
(In-service)
DigitalTwin
(VirtualReplica)
基于经验/理论公式的模型
实际设备
传感器输入输出
虚拟设备（模型）
基于数据的模型
基于三维几何建模的模型
基于仿真的模型
设备使用人员/设备控制系统
数字孪生的效益明显
15%
收入收益1
10%
降低成本1
30%
维修周期改进2
?新的商业模型
?保修成本降低
?提高维护效率
?提高生产力和加
?运营效率
速新产品的引进
?缩短设计和开发周期
?竞争优势
1.McKinseyCompany:FiveKeystoDigitizingAerospaceandDefense
2.CompaniesAviationWeekMRO
6
仿真正被置于数字孪生实施的中心
Simulation-based
DigitalTwins
虚拟传感器观
测关键数据
在实际部署前
进行方案演习
+
IIoTand
DataAnalytics
基于物理的精确度，
提高投资回报率
实现恶劣工
况的模拟
7
实现数字孪生价值的方案所必须的能力
构建精确、基于物理的仿真模型
验证和优化仿真模型
导出TWIN模型并与IIoT平台连接进行运营部署
8
TwinBuilder三大主要功能
部署
系统预测维护
构建
将孪生体部署到IIoT或边缘设备
构建系统模型
验证
建立基于物理的精准数字模型
系统验证与优化
验证和优化系统模型
ANSYSTwinBuilder在产品研制过程中的应用场景
系统一维模型仿真
?在系统设计的早期构建系统一维模型并验证
?通过Modelica、VHDL-AMS等构建系统模型
系统一维与三维混
合模型仿真
?通过特有的三维模型降阶技术把三维模型引入系统仿真
?通过因为三维模型构建精度更高的系统仿真
?把系统模型部署到测试环境用于半实物试验
系统模型用于虚拟
?构建虚拟传感器观测不易通过传感器采集的数据或场状态
试验
?进行现实难以模拟的恶劣工况测试、故障注入
?测试及优化系统运行性能
虚拟模型用于设备
运营维护
?把系统模型部署到运行环境提升运营维护
?通过虚拟传感器观测不易通过传感器采集的数据或场状态
?对设备的寿命等进行预测性维护
?排故方案预演
一个不同精度系统仿真例子
模型仿真结果
需求需求23:阀门在500us内关闭X
Pos
功能仿真
true
Pmax
falset
0500us
Pos
系统仿真(0D)
Pmax
0500ust
高置信度仿真
(3D)–开环验证
Pos
Actuator
Pmax
t
500us
Pos
系统验证
(0D-ROM-Ctrl)-
闭环验证
0
500us
Pmax
t
11
构建系统模型便捷的建模仿真能力
建模阶段的优势与能力支持多种建模语言
?支持Modelica,VHDL-AMS,C/C++,SPICE等语言
?便捷的多源异构模型构建平台
可扩展的多学科专业模型库
?电气,、电子、机械、流体、热力、信号库等
?支持多物理、多语言、高保真
模型
与第三方工具(包含1D)集成
?支持FMI/FMU,与ANSYS3D和第三方ModelExchangeco-
simulation
3D降阶模型生成与集成
?通过ROM(Dynamic,StaticandDX)实现3D物理模型的简化
与嵌入式软件集成
?SCADESuite,SCADEDisplay等
支持各种不同学科模型的集成及仿真
FluidDynamics
ANSYSFluent
EmbeddedSoftware/HMI
SCADESuite/SCADEDisplay
HF/SignalIntegrity
ANSYSHFSS/SIwave
Structural
ANSYSMechanical
SystemSimulation
ANSYSTwinBuilder
ElectricalParasitics
ANSYSQ3D
RigidBodyDynamics
ANSYSMechanicalRBD
LFElectromagnetics
AN
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