科學(xué)計(jì)算語言Julia及MWORKS實(shí)踐 課件 3-MWORKS簡介

一、Julia語言及MWORKS簡介1.1科學(xué)計(jì)算與系統(tǒng)建模仿真應(yīng)用場景1.2MWORKS平臺(tái)簡介1.3MWORKS.Syslab功能簡介1.4MWORKS.Sysplorer功能簡介1.5Julia語言簡介1.2、MWORKS平臺(tái)簡介MWORKS設(shè)計(jì)與驗(yàn)證平臺(tái)MWORKS是蘇州同元軟控信息技術(shù)有限公司基于國際知識(shí)統(tǒng)一表達(dá)與互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)打造的系統(tǒng)智能設(shè)計(jì)與仿真驗(yàn)證平臺(tái)，是面向數(shù)字工程的新一代科學(xué)計(jì)算與系統(tǒng)建模仿真系統(tǒng)，MWORKS提供了機(jī)械、電子、液壓、控制、熱、信息等多領(lǐng)域統(tǒng)一建模仿真環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜裝備數(shù)字化模型標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)，支持物理系統(tǒng)和信息系統(tǒng)的融合。MWORKS產(chǎn)品定位：系統(tǒng)設(shè)計(jì)仿真驗(yàn)證+科學(xué)計(jì)算與系統(tǒng)建模仿真2.采用基于模型的方法全面支撐系統(tǒng)研制，通過不同層次、不同類型的仿真實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的驗(yàn)證。圍繞系統(tǒng)研制的方案論證、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證、測試與運(yùn)維等階段，MWORKS分別提供小回路、大回路和數(shù)字孿生虛實(shí)閉環(huán)等三個(gè)設(shè)計(jì)驗(yàn)證環(huán)路。1.2、MWORKS平臺(tái)簡介MWORKS設(shè)計(jì)與驗(yàn)證平臺(tái)小回路設(shè)計(jì)驗(yàn)證閉環(huán)70%的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段被引入。在論證階段引入小回路設(shè)計(jì)驗(yàn)證閉環(huán)，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)方案的早期驗(yàn)證，提前暴露系統(tǒng)設(shè)計(jì)缺陷與錯(cuò)誤?；谀Ｐ偷南到y(tǒng)設(shè)計(jì)以用戶需求為輸入，能夠快速構(gòu)建系統(tǒng)初步方案，然后進(jìn)行計(jì)算和多方案比較得到論證結(jié)果，在設(shè)計(jì)早期就實(shí)現(xiàn)多領(lǐng)域系統(tǒng)綜合仿真驗(yàn)證，確保系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)指標(biāo)分解的合理性。大回路設(shè)計(jì)驗(yàn)證閉環(huán)在傳統(tǒng)研制流程中，80%的問題在實(shí)物集成測試階段被發(fā)現(xiàn)。引入大回路設(shè)計(jì)驗(yàn)證閉環(huán)，通過多學(xué)科統(tǒng)一建模仿真以及聯(lián)合仿真，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案的數(shù)字化驗(yàn)證，利用虛擬試驗(yàn)對實(shí)物試驗(yàn)進(jìn)行補(bǔ)充和拓展。在系統(tǒng)初步方案基礎(chǔ)上開展細(xì)化設(shè)計(jì)，以系統(tǒng)架構(gòu)為設(shè)計(jì)約束，各專業(yè)開展專業(yè)設(shè)計(jì)、仿真，最后回歸到總體，開展多學(xué)科聯(lián)合仿真，驗(yàn)證詳細(xì)設(shè)計(jì)方案的有效性與合理性，開展多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)正確可靠的設(shè)計(jì)方案。數(shù)字孿生虛擬閉環(huán)在測試和運(yùn)維階段，構(gòu)建基于Modelica+的數(shù)字孿生模型，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的模擬、監(jiān)控、評估、預(yù)測、優(yōu)化、控制，對傳統(tǒng)的基于實(shí)物試驗(yàn)的測試驗(yàn)證與基于測量數(shù)據(jù)的運(yùn)行維護(hù)進(jìn)行補(bǔ)充和拓展。利用系統(tǒng)仿真工具建立產(chǎn)品數(shù)字功能樣機(jī)，通過半物理工具實(shí)現(xiàn)與物理產(chǎn)品的同步映射與交互，形成數(shù)字孿生閉環(huán)，為產(chǎn)品測試、運(yùn)維階段提供虛實(shí)融合的研制分析支持。MWORKS產(chǎn)品定位：系統(tǒng)設(shè)計(jì)仿真驗(yàn)證+科學(xué)計(jì)算與系統(tǒng)建模仿真1.2、MWORKS平臺(tái)簡介MWORKS產(chǎn)品體系信息物理系統(tǒng)建模仿真通用平臺(tái)（Syslab+Sysplorer）各裝備行業(yè)數(shù)字化工程支撐平臺(tái)（Sysbuilder+Sysplorer+Syslink）開放、標(biāo)準(zhǔn)、先進(jìn)的計(jì)算仿真云平臺(tái)（MoHub）1套開放架構(gòu)N個(gè)領(lǐng)域工具4大系統(tǒng)軟件1個(gè)云環(huán)境1.2、MWORKS平臺(tái)簡介四大系統(tǒng)級(jí)產(chǎn)品系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)境MWORKS.SysbuilderSysbuilder是面向復(fù)雜工程系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)軟件，以用戶需求作為輸入，按照自頂向下的系統(tǒng)研制流程，以圖形化、結(jié)構(gòu)化、面向?qū)ο蠓绞礁采w系統(tǒng)的需求建模、功能分析、架構(gòu)設(shè)計(jì)、驗(yàn)證評估過程，通過與Sysplorer的緊密集成，支持用戶在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的早期開展方案論證并實(shí)現(xiàn)基于模型的多領(lǐng)域系統(tǒng)綜合分析和驗(yàn)證?？茖W(xué)計(jì)算環(huán)境MWORKS.SyslabSyslab是蘇州同元軟控信息技術(shù)有限公司面向科學(xué)計(jì)算全新推出的新一代科學(xué)計(jì)算環(huán)境，基于科學(xué)計(jì)算高性能動(dòng)態(tài)高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言Julia語言提供交互式編程環(huán)境，提供科學(xué)計(jì)算編程、編譯、調(diào)試和繪圖功能，內(nèi)置支持矩陣等數(shù)學(xué)運(yùn)算、符號(hào)計(jì)算、信號(hào)處理、通信工具箱，支持用戶開展科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)分析、算法設(shè)計(jì)，并進(jìn)一步支持信息物理融合系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建模與仿真分析。系統(tǒng)建模仿真環(huán)境MWORKS.Sysplorer在測試和運(yùn)維階段，構(gòu)建基于Modelica+的數(shù)字孿生模型，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的模擬、監(jiān)控、評估、預(yù)測、優(yōu)化、控制，對傳統(tǒng)的基于實(shí)物試驗(yàn)的測試驗(yàn)證與基于測量數(shù)據(jù)的運(yùn)行維護(hù)進(jìn)行補(bǔ)充和拓展。利用系統(tǒng)仿真工具建立產(chǎn)品數(shù)字功能樣機(jī)，通過半物理工具實(shí)現(xiàn)與物理產(chǎn)品的同步映射與交互，形成數(shù)字孿生閉環(huán)，為產(chǎn)品測試、運(yùn)維階段提供虛實(shí)融合的研制分析支持。協(xié)同建模與模型數(shù)據(jù)管理環(huán)境MWORKS.SyslinkSyslink是面向協(xié)同設(shè)計(jì)與模型管理的基礎(chǔ)平臺(tái)，是MBSE環(huán)境中的模型、數(shù)據(jù)及相關(guān)工件協(xié)同管理解決方案，將傳統(tǒng)面向文件的協(xié)同轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫦蚰Ｐ偷膮f(xié)同，為工程師屏蔽了通用版本管理工具復(fù)雜的配置和操作，提供了協(xié)同建模、模型管理、在線仿真和數(shù)據(jù)安全管理功能，為系統(tǒng)研制提供基于模型的協(xié)同環(huán)境。1.2、MWORKS平臺(tái)簡介系列工具箱科學(xué)計(jì)算：DifferentialEquationsLightGraphs......圖形與圖像處理：PlotsImages......人工智能：FluxKnet......優(yōu)化算法：OptimDistributions......計(jì)算機(jī)科學(xué)：CUDAParallelAccelerator......生物學(xué)：BioPhyloNetworks......同元官方工具箱TyBase(基礎(chǔ)工具箱)TyMath(數(shù)學(xué)工具箱)TyPlot(圖形工具箱)TyImages(圖像工具箱)TyGeoGraphics(地圖圖工具箱)TySymbolicMath(符號(hào)數(shù)學(xué)工具箱)TyCurveFitting(曲線擬合工具箱)TySingalProcessing(信號(hào)處理工具箱)TyCommunication(通信工具箱)TyDSP(DSP系統(tǒng)工具箱)TyControlSystem(控制系統(tǒng)工具箱)TyOptimization(優(yōu)化工具箱)TyStatistics(統(tǒng)計(jì)工具箱)開源生態(tài)工具箱Julia擁有豐富的開源生態(tài)資源，更多行業(yè)工具箱詳見：/1.2、MWORKS平臺(tái)簡介系列模型庫通用基礎(chǔ)庫專業(yè)組件庫行業(yè)系統(tǒng)庫行業(yè)應(yīng)用庫發(fā)動(dòng)機(jī)庫電池庫車輛電子庫動(dòng)力性經(jīng)濟(jì)性庫熱管理庫車輛動(dòng)力學(xué)庫GNC庫航天電氣庫液體動(dòng)力庫固體動(dòng)力庫航天環(huán)控庫雷達(dá)設(shè)備庫飛控系統(tǒng)庫飛機(jī)液壓庫起落架庫航空發(fā)動(dòng)機(jī)庫飛行動(dòng)力學(xué)庫燃油系統(tǒng)庫汽車動(dòng)力庫剎車系統(tǒng)庫車輛控制庫變速箱庫車輛動(dòng)力學(xué)庫反應(yīng)堆庫蒸汽給水庫燃燒系統(tǒng)庫發(fā)電機(jī)庫項(xiàng)目復(fù)用級(jí)模型庫……基礎(chǔ)組件庫傳動(dòng)組件庫多體系統(tǒng)庫氣動(dòng)組件庫氣動(dòng)元件庫液壓組件庫液壓元件庫熱液壓組件庫燃料電池庫電機(jī)庫液壓介質(zhì)庫氣動(dòng)介質(zhì)庫接口庫1.2、MWORKS平臺(tái)簡介MW