Was ist Systemmodellierung und -simulation?

Systemmodellierung und -simulation ist ein Fachgebiet, das darauf abzielt, die Wechselwirkungen zwischen Komponenten und dem ganzheitlichen Systemverhalten zu verstehen

Die Systemmodellierung und -simulation wird in zahlreichen Disziplinen wie Technik, Informatik, Physik, Chemie, Biologie, Wirtschaft und Medizin angewandt.

Dank der Fortschritte in der Systemtechnik, der Softwaretechnik und der Computerplattformen ist es möglich, komplexe Systeme in Echtzeit zu modellieren und zu simulieren – sogar hundertmal schneller als in Echtzeit. Außerdem können Optimierungs-, Vorhersage- und Was-wäre-wenn-Analysen fast in Echtzeit durchgeführt werden. Dies ist ein entscheidender Vorteil für kommerzielle Hersteller, die die Produktqualität verbessern und die Zeit bis zur Markteinführung verkürzen wollen.

Was ist Dymola?

Dymola (Dynamic Modeling Laboratory) ist eine Benutzeroberfläche und ein Modelica-Sprachcompiler von Dassault Systèmes. Dymola ermöglicht dem Benutzer das Schreiben, Kompilieren und Simulieren von auf Modelica basierenden Modellen.

Dymola verwendet die Modellierungssprache Modelica zur Definition von Modellen und bietet dem Benutzer offenen Zugang zu dieser Sprache. Es steht Ihnen also frei, Ihre eigenen Modellbibliotheken zu erstellen oder die vorhandenen Modelica-Bibliotheken zu erweitern, um Entwicklungszeiten zu beschleunigen, den Wartungsaufwand zu verringern und den Anteil an wiederverwendbaren Elementen in Projekten zu erhöhen.

Eine Auswahl von Multi-Domain-Bibliotheken, die die Bereiche Mechanik, Elektrik, Steuerung, Thermik, Pneumatik, Hydraulik, Antriebsstrang, Thermodynamik, Fahrzeugdynamik und Klimatisierung abdecken, kann miteinander zu einem einzigen vollständigen Modell des Systems verbunden werden. Dymola wird von Unternehmen in vielen Branchen eingesetzt, darunter Automobil, Luft- und Raumfahrt, Architektur, Motorsport, Energie und High-Tech.

Dymola unterstützt den FMI-Standard für den Import und Export von Modellen. Es unterstützt FMI 1.0 und 2.0 sowohl für den Austausch von Modellen als auch für die Co-Simulation. Darüber hinaus unterstützt Dymola die Echtzeitsimulation auf einer Vielzahl von HiL-Plattformen (Hard-in-the-Loop).

Was ist Modelica?

Modelica ist eine Modellierungssprache, die von der Modelica Association entwickelt und betreut wird. Der Modelica Association gehören Mitglieder aus der Industrie und dem akademischen Bereich an. Weitere Informationen finden Sie unter modelica.org.

Modelica ist eine akausale Modellierungssprache, bei der physikalische Komponenten durch Beziehungen und nicht durch prozeduralen Code – eine sehr präskriptive Methode, typisch für eine Programmiersprache – beschrieben werden.

Bei der Verwendung von Modelica muss der Benutzer die Modellgleichungen nicht neu anordnen, um sie an die Systemrandbedingungen oder die Anwendung des Systems oder Modells anzupassen. Dies macht die Modelle extrem vielseitig und ermöglicht eine umfassende Wiederverwendung für viele Anwendungen. Es ermöglicht auch eine benutzerfreundliche Modellinversion.

Darüber hinaus wird der Ausführungscode bei der Kompilierung durch einen automatisierten Prozess namens Symbolic Manipulation generiert und optimiert, so dass immer mehr Details mit minimalem Anstieg der CPU-Zeit modelliert werden können.

Die wichtigsten Funktionen und Vorteile von Dymola und Modelica

Durch die Verwendung von Drag-and-Drop auf höheren Ebenen und gewöhnlichen Differentialgleichungen und algebraischen Gleichungen auf der untersten Ebene ermöglichen Ihnen die Funktionen von Dymola die Modellierung und Simulation jedes beliebigen physikalischen Teils.

  • Modelica Sprachunterstützung
    Dymola unterstützt vollständig die Modellierungssprache Modelica, die von der Modelica Association entwickelt wurde. Modelica ist eine quelloffene, komponentenorientierte physikalische Modellierungssprache.
  • FMI-Import und -Export
    Importieren und exportieren Sie FMUs, die mit FMI 1.0, FMI 2.0 und den Modellaustausch- und Co-Simulationsaspekten des Standards konform sind. Ein Simulink Coder Target ist ebenfalls vorhanden, um Simulink-Modelle in FMUs zu kompilieren.
  • Komponenenorientiert
    Modelica-Bibliotheken enthalten Objekte, die physikalische Komponenten wie Ventile, Widerstände und Zahnräder darstellen. Die Modelle werden grafisch per Drag & Drop erstellt, um einen Schaltplan des Systems zu erstellen.
  • Modelica-Bibliotheken
    Eine umfangreiche Palette von Modelica-Anwendungsbibliotheken deckt viele verschiedene technische Bereiche und Branchen ab, unter anderem Bereiche wie Thermofluide, Wärmeübertragung, Elektrik und Mechanik sowie Anwendungen wie Fahrzeugdynamik, Motoren und Gebäude.
  • Echtzeit-Simulation
    Dymola unterstützt Echtzeitsimulationen mit vielen HiL-Plattformen (Hard-in-the-Loop) wie dSpace, Concurrent, xPC und viele andere, die Simulink oder FMI unterstützen. Komplette Mehrkörper-Fahrzeugdynamikmodelle können in Echtzeit ausgeführt werden.
  • Symbolische Manipulation
    Dymola verwendet symbolische Manipulationen und erzielt damit eine hervorragende Leistung bei der Lösung von algebraischen Differentialgleichungen (DAE). Diese Routinen behandeln auch algebraische Schleifen und reduzierte Freiheitsgrade, die durch Nebenbedingungen verursacht werden.

Nach unserer Erfahrung…

Claytex, ein TECHNIA Unternehmen, ist Anwender und Vertriebspartner von Dymola. Wir tragen seit vielen Jahren dazu bei, die Anforderungen an die Softwareentwicklung zu definieren und stehen in Kontakt mit Dassault Systèmes und Dymola-Anwendern.

Wir helfen auch bei der Definition von Anforderungen, der Entwicklung und der Verwendung von Modelica-Anwendungsbibliotheken in unserer täglichen Arbeit an Kundenprojekten in den Bereichen Straßenfahrzeuge, Geländewagen und Motorsport, einschließlich CAV (Connected Autonomous Vehicles).

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Besuchen Sie die Claytex-Experten auf der SIMIF-Dymola-Veranstaltung
28. September, 10:00 – 11:30 Uhr

Verschaffen Sie sich einen Überblick über die Systemmodellierung und erfahren Sie, wie Sie einen virtuellen Testprozess einrichten, um Ihre Produkte schneller und nachhaltiger zu bewerten und zu entwickeln.

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