Ansys Twin Builder

一、概览

1. 构建、验证、部署和扩展混合数字孪生

由分析驱动的、基于仿真的数字孪生是运营中真实资产的联网虚拟副本，通过集成多域系统仿真，再现真实资产的生命周期与体验。混合数字孪生不仅能实现系统设计和优化以及预测性维护，还能优化工业资产管理。通过部署Ansys Twin Builder，您可以提高营收、管理底线成本，同时获得并保持竞争优势。

2. 规格快览

Ansys Twin Builder使您能够快速创建数字孪生——运营中真实资产的联网副本。这样可以改善生命周期管理和实现真正的预测性维护，从而节约成本，帮助企业保持竞争优势。

二、功能

Ansys Twin Builder是一款独特的开放式解决方案，允许工程师创建运营中真实资产的数字孪生联网虚拟副本。数字孪生能够实现真正的预测性维护，从而节省成本，并主动优化资产运营。Ansys Twin Builder可以让您构建、验证和部署数字孪生，有可能将创建准确产品模型所需的时间减少一半。一旦完成部署，用户预计可将产品性能提高25%，并在产品的生命周期内节省高达20%的维护成本。

1. 主要特性

Ansys Twin Builder提供多种功能，可用于对运营中的资产进行建模和仿真。

l  多域系统建模器：使用多个域和多种语言构建系统。创建复杂电力电子电路和多域系统的分层原理图。使用标准语言及交换格式建模。创建复杂电力电子电路和多域系统的分层原理图。使用标准语言及交换格式建模。

l  广泛的0D专用库：Twin Builder的内置库可提供一系列丰富的组件,用于创建完整的系统模型。

Twin Builder模型很容易确定参数，以复制物理组件行为。它们包括模拟和电力电子组件、控制块和传感器、机械组件、液压组件、数字和逻辑块、面向航空电子网络、电动汽车和动力系统的专用库以及特性化制造商组件。Twin Builder支持Modelon AB提供的Modelica标准库和Modelica库，包括用于水力、气动、液冷、换热器及热力的库。

l  第三方工具集成：Twin Builder针对功能模型接口(FMI)标准提供主要支持，帮助您将各种来源的模型组合成全面的系统描述。

现在已有逾100种工具正式支持FMI模型导出和协同仿真，包括GT-SUITE、CarSim、Amesim和Dymola。完整的系统模型可在Twin Builder中进行装配，充分利用其高性能求解器以及Ansys 3D物理链接。其它接口能直接集成C/C++代码和MathWorks Simulink模型。此外，还能导出Twin Builder模型，在符合FMI的环境中使用。

l  降阶模型（ROM）：Twin Builder与Ansys基于物理的仿真技术相结合，将诸如降阶模型(ROM)等3D仿真细节引入系统环境中，以生成准确、高效的系统级模型。

Twin Builder使用Ansys结构、流体、电磁和半导体产品生成的ROM为机械装配体、电磁致动器和机器设备、电路和电缆寄生效应、热网络以及信号完整性建模。3D ROM可在Workbench中创建并导入到Twin Builder中。还可以从各种第三方工具（如optiSLang）导入ROM。在为流体组件和流网络、刚体与柔性体机械装配体及电机和致动器建模时，与3D物理场求解器相结合的协同仿真能保持FEA和CFD的完整精度。利用ROM功能和库，在一个简便的位置能更轻松地访问所有ROM。

l  嵌入式软件集成：Twin Builder能方便地集成嵌入式控制软件和HMI设计，以支持模型在环流程和软件在环流程，利用物理系统模型测试嵌入式控制的性能。

与Ansys SCADE Suite和SCADE Display紧密耦合，允许在软件执行过程中进行交互式监视与调试。定制代码和第三方控件可通过标准接口（例如FMI）或稳健的API整合到Twin Builder系统模型中。

l  集成后处理功能的多域系统求解器：Twin Builder求解器技术历经行业数十年多域系统仿真应用的验证。

利用自适应时步控制和高级求解器同步功能，Twin Builder能对连续时间、离散时间和模拟/混合信号行为开展高效、精确的仿真。Twin Builder仿真可在高性能计算资源上执行，且能并行运行多项分析，从而提高仿真吞吐量。

l  快速HMI原型设计：Twin Builder内含快速原型构建器，通过功能强大、易于设计的交互式图形面板，可提升仿真体验。

这样您就能使用预先定义的小工具（按钮、滑块等）创建交互式面板，以便与待测应用进行交互。它还支持模型仿真。通过其提供的各种功能，可执行早期需求验证。

l  系统优化工具：使用内置算法或结合运用Ansys DesignXplorer和Ansys optisLang，根据指定设计变量的成本函数优化系统性能。Twin Builder可提供面向测试系统行为的完整环境，允许在稳态、时域和频率域中开展基本仿真实验。

l  XIL集成：Twin Builder使用不同的方法将软件与物理模型集成，包括:模型在环(MiL )设计的协同仿真和控制策略调整，以及用于虚拟系统内真实嵌入式代码的软件在环(SiL)验证的代码导入。

Twin Builder能链接常用的嵌入式控制设计工具，包括Ansys SCADE工具套件和MathWorks Simulink。

l  快速HMI原型设计：Twin Builder内含快速原型构建器，通过功能强大、易于设计的交互式图形面板，可提升仿真体验。

这样您就能使用预先定义的小工具（按钮、滑块等）创建交互式面板，以便与待测应用进行交互。它还支持模型仿真。通过其提供的各种功能，可执行早期需求验证。

l  IIoT连接与孪生确认和验证（V&V）：借助Twin Builder，您可以轻松将数字李生连接到各种IoT平台，以访问测试和实时数据。

通过Twin Builder的内置API，可以无缝连接到Microsoft® Azure® IoT、Microsoft Azure Digital Twins、PTC ThingWorx®、SAP Predictive Asset Insights、Rockwell Automation Emulate 3D和Rockwell Studio 5000。此外，Twin Builder还能连接包括自主开发平台在内的所有其它IIoT平台，方便您对自己的物理设备开展预测性维护。您还可以使用Ansys Twin Deployer轻松部署数字孪生。Twin Deployer通过对数字孪生执行确认和验证，并利用云、边缘或离线计算资源轻松部署数字孪生，帮助您显著缩短部署时间。Twin Builder还支持从已部署的数字孪生生成图像。

l  Twin Deployer：Ansys Twin Deployer允许在数字孪生中执行确认和验证，从而显著缩短部署时间。

用户可以在Twin Deployer中构建其专用库，以便轻松地重复使用和管理最常用的组件。轻松地对Twin Deployer中的数字孪生和功能模型单元（FMU）执行参数扫描研究。利用Ansys Twin Deployer，凭借ROM可视化生成功能，在仿真过程中使用ROM查看器检查3D可视化效果。

l  混合分析：通过结合物理的虚拟传感器来校准和调整仿真模型参数，以实现数据与仿真输出相匹配。

混合建模是Twin Builder混合分析的一项新增功能，该功能使用户能够准确模拟模型和预测之间的残差，捕获任何剩余或缺失的物理场，并将其纳入数字孪生。

l  从Twin Deployer导出Web应用：通过从Twin Deployer导出Web应用来开发快速Web应用原型。

-       查看并利用简单的Web应用与之交互，以便在浏览器上运行仿真。

-       在浏览器上查看嵌入式3D图像和ROM可视化效果。

-       通过优化可用的源代码，轻松地将Web应用扩展到生产中。