Twin-Builder — 系统级多物理域数字孪生平台

Twin Builder是ANSYS公司系统仿真单元的核心产品，是一款功能强大的跨学科多领域的高性能系统仿真软件和数字孪生平台。能够做到统领建模、仿真和验证，并与IIoT物联网平台集成、部署与运行数字孪生体。在Twin Builder的支持下，能够帮助用户研究复杂系统的功能与性能，验证与优化设计，缩减开发时间和降低研发成本，能够用于故障诊断，系统预测性维护，并获得运行数据来改进新产品。

产品介绍
·  多物理域多语言建模与仿真
        Twin Builder支持以多种方式实现多物理域系统模型集成，能实现电力电子、数字和模拟控制、流动与传热、动力学、液压等复杂系统的建模仿真。具备Modelica、VHDL-AMS、SPICE、C/C++等多种建模语言与模型库；具备与不同专业学科设计与分析软件的接口，可实现多物理域系统联合仿真；具备结构、流体、电磁、热等3D有限元模型降阶功能，建立高精度降阶模型，用于与1D模型进行快速联合仿真；通过标准开放接口FMI与第三方工具进行系统集成；可实现与嵌入式软件设计开发平台ANSYS SCADE集成。

·  三维模型降阶
         Twin Builder应用先进的模型降阶技术将三维仿真降阶为一维的高精度物理原型级的模型，与其他系统模型进行无缝集成，实现兼顾高精度和高效率的系统仿真，并支持实时仿真。Twin Builder可与ANSYS其他场仿真软件进行直接接口，操作便捷。

Twin Builder模型降阶模块可根据用户需求，生成各类降阶模型，包括静态、动态降阶模型，线性、非线性降阶模型，输出接口数据、输出场数据降阶模型。

·  嵌入式软件集成与验证
        Twin Builder可以集成嵌入式控制软件和HMI设计，支持模型在环 (MiL) 设计与控制策略优化的协同仿真，以及对虚拟系统中真实嵌入的代码进行软件在环 (SiL) 验证时的代码导入，使用物理系统模型测试嵌入式控件的性能。与SCADE套件和SCADE Display的紧密耦合，可在软件操作期间进行交互式监控和调试。提供流行嵌入式控制设计工具，包括SCADE工具套件和 Matlab/Simulink的接口。

·  系统验证与优化
         Twin Builder提供复杂仿真模型的测试和检查功能，支持对复杂仿真模型的接口匹配性、模型自由度、方程的收敛性等进行自动化检查，支持根据仿真建模通用标准来检查模型的规范性。

Twin Builder具有参数化、灵敏度、统计和调谐等高级分析功能，以及基于遗传算法、单纯形法等算法的优化设计功能，可实现单目标或多目标组合优化，方便用户更好地了解参数漂移等因素对系统最终性能的影响，有助于对复杂系统的瞬态性能进行单目标或多目标组合优化，从而深入权衡和优选设计参数，并优化设计方案。

·  数字孪生生成与部署
        Twin Builder可对已搭建的系统模型进行分层次的调参验证，生成、导出数字孪生体，并部署在IIoT平台、半实物仿真机等边缘设备、公司内部的数据服务器上，进而访问测试数据和实时数据。Twin Builder的内置API 为Microsoft Azure IoT、PTC ThingWorx、GE Predix和SAP Leonardo提供了无缝连接。Twin Builder还可以连接到包括自行开发的平台的其他IIoT平台，允许用户对实物资产进行预测性维护。