mworks-自主创新的工业设计仿真平台-航空脱密

1、自主创新的工业设计仿真平台工业4.0关键支撑技术陈 路苏州同元软控信息技术有限公司项目经理内容提纲1. 工业与技术背景2.自主创新的工业设计仿真平台MWorks3. MWorks与多领域统一建模技术在航空工业中的应用4. MWorks航空模型库产品5.MWorks对于航空工业的价值1. 工业与技术背景传统的总体室指标分解-专业科室分系统设计-试制集成测试的模式难以满足目前对研制效率的要求传统的基于联合仿真的多学科软件信息集成方法不能提供多学科集成协同的普遍方法缺乏安全可靠的、可定制可扩展的、完全自主的工业设计仿真平台需要与国家创新战略相适应的设计支撑技术与方法国防工业在设计与仿真上的需求与挑战

2、 1. 工业与技术背景多领域统一建模技术的革命Modelica语言Modelica标准库Modelica规范模型库航空模型库航天模型库液压模型库模型库建模编译求解平台工具航天产品航空产品兵器产品船舶产品工程产品多领域统一建模与仿真1. 工业与技术背景工业4.0的支撑技术 德国工业4.0:基于CPS（信息物理系统）的工业革命多领域物理统一建模平台1. 工业与技术背景工业4.0的支撑技术 Cyber-Physical System通信计算控制制造生产物流虚拟网络物理实体统一表达/统一实现Modelica/SysML/FMI1. 工业与技术背景飞行器设备能源管理第五届欧洲共同体计划分析常规飞行器和未

3、来多电化飞行器装置的功耗分析和优化：覆盖电源系统、机械系统、液压系统以及气动系统的功率分析和能源管理，优化飞行器功率，以降低飞行器的燃油消耗。1. 工业与技术背景META-II(复杂异构系统综合设计与验证方法) 与自适应作战车研制美国国防部高级研究计划署(DARPA)1. 工业与技术背景太空探测器电力系统先进诊断和预测试验台应用美国航空航天局艾姆斯研究中心用于太空探测器电力系统性能仿真及故障诊断和预测发电单元（Power Generation Unit），用于对蓄电池进行充电；蓄电单元（Power Storage Unit），包括电池组，延时继电器和断路保护器；配电单元（Power Distr

4、ibution Unit），包含两个相同的负载箱。内容提纲1. 工业与技术背景2. 自主创新的工业设计仿真平台MWorks3. MWorks与多领域统一建模技术在国防工业中的应用4. MWorks航空产品模型库5. MWorks对于航空工业的价值2.自主创新的工业设计仿真平台MWorksMWorks：系统综合设计与仿真验证平台基于国际多领域物理统一建模标准Modelica，提供模型交换标准支持多领域统一建模与仿真，提供系统总体方案设计支持支持复杂装备系统级数字功能样机，支持系统动态仿真与逻辑验证支持基于模型的系统工程解决方案，为系统工程提供统一模型支撑2.自主创新的工业设计仿真平台MWorks

5、MWorks体系结构2.自主创新的工业设计仿真平台MWorks多领域统一数字功能样机.飞机整机航电系统起降系统动力系统收放系统刹车系统转向系统机械系统液压系统控制系统统一数字功能样机： 液压：MWorks/Hydraulic 燃油：MWorks/Fluid 飞控：MWorks/Blocks 航电：MWorks/Electrical 电气：MWorks/Machine 起降：MWorks/Mechanical方案验证关键参数辨识工程模拟器支撑半实物仿真环境2.自主创新的工业设计仿真平台MWorks2.自主创新的工业设计仿真平台MWorksMWorks具有完全自主知识产权13年平台潜心研发，6年工

6、程深入应用亚太地区同类技术唯一原厂商国家863重点项目产品，十一五科技部亮点项目自主独立研发的核心稳健积分方法，求解效率及稳定性居国际同类产品之冠易用的界面操作、高效的分析求解，流畅支持大规模复杂产品建模与仿真（50万）2.自主创新的工业设计仿真平台MWorksMWorks技术与国际同步MWorks全面支持Modelica规范3.2版本MWorks已经列入Modelica官网工具目录MWorks核心技术水平居于国际同类产品前列苏州同元已经成为国际Modelica协会组织会员苏州同元积极参与Modelica标准发展规划苏州同元与德国、瑞典、澳地利模型供应商紧密合作2.自主创新的工业设计仿真平台M

7、WorksMWorks典型客户内容提纲1. 工业与技术背景2. 自主创新的工业设计仿真平台MWorks3. MWorks与多领域统一建模技术在航空工业中的应用4. MWorks航空产品模型库5. MWorks对于国防工业的价值1. 工业与技术背景航空系统工程的支撑技术 子系统性能验证 系统性能验证 运行概念 需求分析 系统设计子系统设计部件设计部件验证子系统验证系统验证需求验证产品（虚拟或真实）功能分析 逻辑分析 物理设计 MBSE驱动基于仿真建模技术的多领域（机/电/液/控/磁/热等）仿真技术和平台子系统功能（性能）模型 组件仿真模型 系统功能（性能）模型 性能分析 性能验证 部件性能验证

8、静态计算构型设计动态仿真参数优化试验设计Modelica/FMI/SysML标准规范总体模型库概念模型（方案模型）方案数据库候选方案方案论证方案评估参数优化方案设计系统分析报告生成1. 工业与技术背景航空系统工程的支撑技术 飞控系统工程应用飞控系统液压系统燃油系统航电系统起落架系统电力系统单位名称内容民用航空液压系统仿真计算MWorks、半物理民用航空液压起落架数字化与半物理仿真验证平台MWorks、半物理民用航空XXX型号飞机飞控设备详细建模及参数辨识多领域建模、半物理民用航空液压能源和起落架系统现场调试分析装置物理硬件、软件开发民用航空飞机液压外场温度测试系统物理硬件、软件开发航空某所液压

9、能源系统机电液控耦合仿真Mworks建模航空某所综合机电系统仿真数据管理软件软件工具定制开发航空某所低温防护仿真分析系统MWorks扩展飞控系统工程应用MWorks某型号飞机升降舵作动系统建模仿真2013.09 2014.05系统原理模型实现设计要求仿真试验飞控系统工程应用MWorks某型号飞机升降舵作动系统建模仿真案例仿真分析结果与试验数据对比飞控系统工程应用MWorks某型号飞机升降舵作动系统建模仿真案例模型在线测试正常模式襟翼位置为15，空速CAS为170襟翼位置为25，空速CAS为170自由飞行状态直接模式模式切换实时化模型的仿真结果则满足要求工况相对误差（%）FLAP 02.79FL

10、AP 21.11FLAP 31.07FLAP 40.94全工况3.953飞控系统工程应用MWorks某型号飞机YD/TC控制建模仿真2013.09 2014.05系统原理模型实现设计要求仿真试验飞控系统工程应用MWorks某型号飞机YD/TC控制建模仿真2013.09 2014.05YD功能对比（-仿真，-试验）YDTC功能对比（-仿真，-试验）输入舵面位置指令，故障注入信号，舵面实际响应位置等数据，能够准确的输出监控器触发状态。航电系统工程应用MWorks某型号飞机舵面振荡/瞬态监控器建模仿真2013.09 2014.05系统原理模型实现设计要求仿真试验航电系统工程应用MWorks某型号飞机

11、舵面振荡/瞬态监控器建模仿真仿真结果与试验数据基于试验数据将振荡/瞬态故障数据输入模块接入系统模型得到仿真输出，对比分析仿真输出曲线与试验曲线。液压系统工程应用MWorks某型号飞机液压能源系统建模仿真2012.03 2012.09系统原理模型实现设计要求仿真试验系统单点故障不会危及飞机的飞行安全。同时为满足适航标准CCAR25771中规定：“驾驶舱及其设备必须能使最小飞行组在执行职责时不致过分专注或疲劳”液压系统工程应用MWorks某型号飞机液压能源系统建模仿真仿真结果与试验数据正常工况故障工况备份启动燃油系统工程应用MWorks某型号飞机燃油计量阀建模仿真2012.03 2012.09系统

12、原理模型实现设计要求仿真试验燃油流量计是发动机自动控制的核心部件。功用：根据油门杆位置改变发动机供油量。液压系统工程应用MWorks某型号飞机燃油计量阀建模仿真仿真结果分析流量计入口压力(bar)流量计出口压力(bar)流量计入口和出口压差(bar)运放N7C的输出电压控制、电液子系统集成输出流量控制、电子、电液子系统集成输出流量起落架系统工程应用MWorks某型号飞机液压能源系统建模仿真2012.03 2012.09系统原理设计要求仿真试验模型实现起落架系统工程应用MWorks某型号飞机起落架系统建模仿真仿真结果与试验数据200kg时收放作动筒两腔压力200kg时两转轴转角203kg时收放作

13、动筒两腔压力203kg时两转轴转角起落架系统工程应用MWorks某型号飞机起落架系统建模仿真仿真结果与试验数据41.8kg时收放作动筒两腔压力41.8kg时两转轴转角起落架放下故障示例电气系统工程应用MWorks某型号飞机交流电动泵建模仿真2012.03 2012.09系统原理模型实现设计要求仿真试验电力系统工程应用MWorks某型号飞机交流电动泵建模仿真仿真结果分析内容提纲1. 工业与技术背景2. 自主创新的工业设计仿真平台MWorks3. MWorks与多领域统一建模技术在国防工业中的应用4. MWorks航空产品模型库5. MWorks对于航空工业的价值4. MWorks航空应用模型库模

14、型库研制与应用框架4. MWorks航空应用模型库模型库内容4. MWorks航空应用模型库航空模型库的应用方式全数字仿真半实物仿真控制算法验证控制逻辑验证执行机构性能分析指标分解参数辨识故障诊断内容提纲1. 工业与技术背景2. 自主创新的工业设计仿真平台MWorks3. MWorks与多领域统一建模技术在国防工业中的应用4. MWorks航空产品模型库5. MWorks对于国防工业的价值4. MWorks对于国防工业的价值缩短研发周期：模型驱动的工程化快捷建模技术，提高建模效率降低研发成本：多专业无缝集成，降低协同开发的管理成本提高设计质量 ：系统参数化分析、优化为详细设计提供科学合理的输入提升创新能力：基于模型的知识积累与重用提升企业整体创新能力4. MWorks对于国防工业的价值为国防工业装备不同粒度建模提供模型表达与模型交换标准为国防