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项目对标国际先进水平,研发可应用于航空、航天、车辆、船舶、能源等装备制造领域、自主可控的系统仿真、机械动力学仿真、控制仿真、电气仿真及液压仿真软件,支持复杂装备的系统级仿真与机电液控专业仿真。其主要原创性成果如下: (1)归纳了统御各单学科原理的工程物理系统原理,使得不同学科可以采用统一的数学表达、统一的模型描述、统一的建模模式来实现专业建模与仿真。 (2)突破了多领域统一建模的编译分析引擎与仿真求解引擎内核技术:通过统一建模仿真内核升级完善,实现对Modelica最新3.4标准的全面支持,提供高效的符号分析处理能力,提供17种求解算法的同时,支持自定义求解算法的集成能力,支持300万个方程规模的系统求解。系统仿真内核SDK支持大部分应用模式,提供API接口120个以上;支持脚本编程、外部语言集成、命令行、插件机制4种开发模式。 (3)开发了研发系统仿真软件MWorks.Sysplorer:全面支持Modelica3.4语言规范,具备完整的多领域统一可视化建模、编译分析、仿真求解及后处理功能;支持超过300万个方程规模系统的求解;模型组件超过10000个。2022版MWorks.Sysplorer已成功发布上线,求解速度、求解方程规模、模型库数量、求解算法数量等核心技术指标达到国际领先水平。 (4)开发了机械动力学仿真软件MWorks.MultiBody:支持机械多体系统运动学及动力学三维可视化建模、仿真与后处理功能;提供8种求解算法,支持CATIA、SolidWorks、Pro/E、UG等三维软件的装配体模型导入。 (5)开发了控制仿真软件MWorks.Control:支持专业化的控制系统建模,提供包括连续、离散、数学、逻辑、状态机等常用的控制系统建模所需的模型组件;开发了控制系统设计、分析、优化3个工具箱,提供8种求解算法。 (6)开发了液压仿真软件MWorks.Hydraulic:支持液压系统的可视化建模、仿真及后处理功能;提供液压组件库、液压元件库、热液压组件库、热液压元件库,合计超过100个组件模型;提供5种分析与优化工具,支持8种求解算法。 (7)开发了电气仿真软件MWorks.Electrical:支持电气系统的可视化设计与静态大图的生成,以支撑后续的静态检查与确认;支持以面向对象,通过拖拉拽的方式实现电气系统的可视化建模与仿真;支持供配电图、接地图、电缆分支图,可对信息进行查询、统计、分析等多方面的综合性应用;提供模拟电路模型库、数字电路模型库,合计模型组件超过100个。 本项目共授权国家发明专利18项、软件著作权85项、拟定1项标准草案、形成1份研究报告。系统仿真软件MWorks.Sysplorer是首次实现中国高端工业软件内核出口的软件、首个应用于国家重大型号工程的国产高端商品化软件、首个在空间站实现全系统数字伴飞的自主数字化支撑平台软件。并作为国家重点研发计划项目“多学科系统分析CAE平台”亮点成果在国家“十三五”科技创新成就展中亮相,具有重要的社会效益。截至2021年12月,本项目研制的软件平台、服务累计形成合同110个,带来直接经济效益1.76亿元。通过本项目成果的推广,可为国家节省大量同类型工业软件购买支出,预计潜在经济效益逾9亿元。
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