亚洲唯一一个完全自主的系统级多领域统一建模仿真软件:同元软件Mworks

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MWORKS是同元软控基于国际知识统一表达与互联标准打造的系统智能设计与验证平台，是MBSE方法落地的使能工具。采用基于模型的方法全面支撑系统设计，通过不同层次、不同类型的仿真来验证系统设计。围绕系统设计过程，MWORKS重点提供小回路、大回路和数字孪生虚实闭环三个设计验证闭环。

软件官网：同元软控-系统建模-数字孪生-故障-联合-多学科仿真-Modelica - 苏州同元软控

苏州同元软控信息技术有限公司成立于2008年，是专业从事新一代系统级设计与仿真工业软件产品研发、工程服务及系统工程解决方案的高科技企业。同元软控旨在为各行业提供设计、计算、仿真及分析类工业软件的通用底座，通过系统设计与仿真验证、数字孪生等工具技术为行业提供基于模型的系统工程及数字化平台支撑。

同元软控以新一轮数字化技术变革为创新发展契机，历经团队二十多年技术积累与公司十多年持续研发，全面掌握了新一代数字化核心技术——系统多领域统一建模与仿真技术，研制了国际先进、完全自主的科学计算与系统建模仿真平台MWORKS。MWORK支持基于模型的系统设计、仿真验证、模型集成、虚拟试验、运行维护以及协同研发。

依托于完全自主的科学计算与系统建模仿真平台MWORKS，可以实现对一系列工业软件的替代和超越，包括系统设计软件、系统仿真软件、协同建模与模型管理软件等基础软件，科学工程计算与建模仿真平台软件，机械多体分析软件、一维流体分析软件等专业仿真软件，以及航天、航空、核能、船舶、汽车等行业设计仿真软件。同元软控的产品和服务已经广泛应用于航天、航空、能源、车辆、船舶、教育等行业，为大飞机、航空发动机、嫦娥工程、空间站、核能动力等国家重大型号工程提供了先进的数字化设计技术支撑和深度技术服务保障。



一.产品背景

现代工业产品智能化、物联化程度不断提升，已发展为以机械系统为主体，集电子、控制、液压等多个领域子系统于一体的复杂多领域系统。传统的系统工程研制模式中研发要素的载体为文档，设计方案的验证依赖实物试验，存在设计数据同源、信息可追溯性、早期仿真验证及知识复用性不足等不足，与当前复杂系统研制的高要求愈发不相适应，难以支撑日益复杂的研制任务需求。

基于模型的系统工程 (MBSE)以模型为载体，用数字化模型作为研发要素的载体，实现描述系统架构、功能、性能、规格需求的各个要素的数字化模型表达，依托模型可追溯、可验证的特点，实现基于模型的仿真闭环，为方案的早期验证和知识复用创造了条件。



MWORKS是同元软控基于国际知识统一表达与互联标准打造的系统智能设计与验证平台，是MBSE方法落地的使能工具。平台自主可控，为复杂系统工程研制提供全生命周期支持，并已经过大量工程验证。

MWORKS平台采用基于模型的方法全面支撑系统研制，通过不同层次、不同类型的仿真实现系统设计的验证。围绕系统研制的方案论证、系统设计验证、测试运维阶段，MWORKS分别提供小回路、大回路和数字孪生虚实闭环等三个设计验证闭环:

1.小回路设计验证闭环
在传统研制流程中，70%的设计错误在系统设计阶段被引入。在论证阶段引入小回路设计验证闭环，可以实现系统方案的早期验证，提前暴露系统设计缺陷与错误。

基于模型的系统设计以用户需求为输入，能够快速构建系统初步方案，然后进行计算和多方案比较得到论证结果，在设计早期就实现多领域系统综合仿真验证，确保系统架构设计和系统指标分解的合理性。

2.大回路设计验证闭环
在传统研制流程中，80%的问题在实物集成测试阶段被发现。引入大回路设计验证闭环，通过多学科统一建模仿真、联合仿真，可以实现设计方案的数字化验证，利用虚拟试验对实物试验进行补充和拓展。
在系统初步方案基础上开展细化设计，以系统架构为设计约束，各专业开展专业设计、仿真，最后回归到总体，开展多学科联合仿真，验证详细设计方案的有效性与合理性，并开展多学科设计优化，实现设计即正确。

3.数字孪生虚拟闭环

在测试和运维阶段，构建基于Modelica+的数字孪生模型，实现对系统的模拟、监控、评估、预测、优化、控制，对传统的基于实物试验的测试验证与基于测量数据的运行维护进行补充和拓展。

利用系统仿真工具建立产品数字功能样机，通过半物理工具实现与物理产品的同步映射与交互，形成数字孪生闭环，为产品测试、运维阶段提供虚实融合的研制分析支持。
二.产品描述

科学计算环境MWORKS.Syslab
Syslab是MWORKS平台全新推出新一代科学计算环境，基于科学计算高性能动态高级程序设计语言提供交互式编程环境的完备功能。Syslab支持多范式统一编程，简约与性能兼顾，内置通用编程、数学、符号数学、曲线拟合、信号处理、通信等函数库；用于科学计算、数据分析、算法设计、机器学习等领域，并通过内置丰富的图形进行数据可视化。

系统建模仿真环境MWORKS.Sysplorer
面向多领域工业产品的系统级综合设计与仿真验证平台，完全支持多领域统一建模规范Modelica，遵循现实中拓扑结构的层次化建模方式，支撑基于模型的系统工程应用。

系统协同建模与模型数据管理平台MWORKS.Syslink
基于模型的系统工程环境中的模型、数据及相关工件协同管理解决方案，将传统面向文件的协同转变为面向模型的协同，为工程师屏蔽通用版本管理工具复杂的配置和操作，提供图形化、面向对象的协同建模和模型管理功能。

工具箱MWORKS.Toolbox
依托MWORKS平台软件,提供过程集成、试验设计与优化、PHM、VV&A、 半物 理、联合仿真及数据可视化等丰富的实用工具箱，满足多样化的数字化设计、分析、仿真及优化需求。

多领域工业模型库MWORKS.Library
覆盖液压、传动、电气、热流、控制、动力学等多个专业领域，以及航天、航空、能源、车辆、工程机械等行业，支持系统/子系统/单机的设计仿真验证。

M语言兼容工具是同元软控新推出的一款实用工具，旨在原生支持M软件代码文件的解释与运行，帮用户实现历史代码资产的高效复用。

它运行在MWORKS.Syslab上，支持M语言与Julia互调用，同元开发的Julia基础函数库原生兼容M语言接口，无缝接M软件生态与Syslab科学计算生态。





三.务实的华科人







同元软控的系统设计与仿真验证平台Mworks，是亚洲唯一一个完全自主的系统级多领域统一建模仿真软件，C919大飞机用的就是这个仿真软件。而Mworks其内核，例如多领域建模分析技术，就是由华中科技大学机械科学与工程学院的陈立平教授及其团队完成的。

发展历程





四.MWorks产品体系结构



4.1系统建模与仿真验证软件MWorks.Sysplorer

MWorks.Sysplorer基于国际多领域统一建模规范Modelica，支持工业设计知识的模型化表达和模块化封装，

实现基于物理拓扑的快速系统模型集成与仿真验证。





4.2科学计算环境MWORKS.Syslab

Syslab交互式脚本编程环境，支持基于Julia的脚本编程，包含资源管理、代码编辑、命令行窗口、工作空间、

窗口管理等完整IDE功能，支持与工程建模仿真环境Sysplorer的双向一体化集成。





4.3协同建模与模型数据管理软件MWorks.Syslink

MWorks.SysLink为基于模型的系统工程环境中的模型、数据及相关工件提供协同管理解决方案。该系统改

变传统面向文件的协同为面向模型的协同，为工程师屏蔽通用版本管理工具复杂的配置和操作，提供图形化、

面向对象的协同建模和模型管理。



4.4系统架构设计软件MWorks.Sysbuilder

MWorks.Sysbuilder以系统需求作为输入，按照自顶向下的系统研制流程，以图形化、结构化、面向对象方

式，覆盖系统概念架构、功能架构和逻辑架构设计过程，通过与MWorks.Sysplorer的紧密集成，支持在系统设

计的早期实现多领域综合分析和验证。



4.5MWorks.Library – 多领域工业模型库



4.6工具箱MWorks.Tools



工具箱--联合仿真工具

 异构模型标准化封装与集成（C/C++/Fortran/Dll）

 FMIv1.0、V2.0支持 (实现对100+商业软件的集成Adams、Simulink、AMESim、FlowMaster、…）

 支持单机和分布式多种联合仿真模式

 多种视景集成接口（STK、flightgear、Unity3D）



工具箱—故障仿真工具



工具箱—半物理仿真工具



工具箱—一三维融合工具



工具箱—试验设计与优化工具



五.数字化支撑能力



5.1MBSE支撑能力——技术框架



5.2 MBSE支撑能力——TY工程应用

基于模型的TY工程任务论证：工程总体联合五大系统总体，通过数字化交付构建装备体系模型，基于

模型开展使命与任务定义、任务需求分析、概念研究、可行性论证、实施方案设计、综合评估。





六.工业知识模型互联服务平台MoHub

为了满足装备数字化发展需求，为知识模型化与模型开放共享提供自主平台，同元软控于2023年初推出来工业知识模型互联服务平台MoHub。7月27日，工业知识模型互联平台MoHub 2023b如期升级上线。此次升级，面向平台用户重点在云化工具、知识社区、应用赋能、增值服务等方面做了更新优化，全面提升用户体验。

官网网址：Https://mohub.net



MoHub采用多领域统一建模语言Modelica等开放规范，融合系统工程方法、数字工程技术、工业知识模型化等领先技术，吸收航空、航天、核能等行业优秀方案经验，打造集平台服务、模型服务、生态服务为一体的工业知识模型互联平台。MoHub 将聚焦工科教学、工程设计、半实物仿真、数字孪生等应用需求，秉承开源、开放、融合、创新理念，致力于构建工业知识模型服务生态，持续发展工业知识模型，孵化和推广集成创新、技术领先、端云融合、持续升级的技术、产品与服务。MoHub让工业知识模型的开发、分享及融合创新应用更简单高效。