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MapleSim zum Modellieren und Simulieren

Maplesoft kündigt mit MapleSim ein leistungsfähiges Software-Werkzeug für die physikalische Multidomänen-Modellierung und Simulation an. Mit den Modelliertechniken von MapleSim können Benutzer ein Systemdiagramm auf dem Bildschirm erstellen, welches das physische Modell repräsentiert.
MapleSim erlaubt Benutzern, physische Bauelemente mit traditionellen Signalablaufblöcken zu mischen.

Systeme von Gleichungen, die das Modell und das dynamische Verhalten darstellen, werden automatisch generiert. MapleSim vereint die Welt der symbolischen Berechnungs-Engine Maple mit traditionellen numerischen Lösungsverfahren, um den Simulations- und Modellierprozess zu beschleunigen. Mit traditionellen Techniken ist sogar das Modellieren einfacher Systeme beschwerlich und zeitraubend. Mit MapleSim können Benutzer einfach ein Systemdiagramm auf dem Bildschirm erstellen, und die Gleichungen des Modells werden automatisch generiert. Dadurch sollen sich nach Aussagen von Maplesoft Einsparpotenziale von Wochen oder sogar Monaten ergeben.

MapleSim erlaubt Benutzern, physische Bauelemente mit traditionellen Signalablaufblöcken zu mischen, wobei das Modelldiagramm genau so wie das reale System, das modelliert wird, aussieht. Mehrdomänen-Modelle lassen sich leicht aus vorbereiteten Bauelementen zusammensetzen. Die Einheiten-Verwaltung vermeidet potenzielle Umwandlungs- und Konsistenzfehler. Ferner erfasst die Live-Design-Dokumentation die Analyse hinter dem Modell. Die Systeme von Gleichungen, die das Modell darstellen, werden automatisch generiert. Außerdem können komplexe Modelle automatisch mit Hilfe von hochwertigen symbolischen Techniken vereinfacht werden.

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Dynamische Funktionen mathematisch modellieren

Beim physischen beziehungsweise Physik-basierten Modellieren wird die dynamische Funktionalität eines Systems mathematisch modelliert. Traditionell war diese Aufgabe mit einem erheblichen manuellen Aufwand verbunden, beispielsweise um die Gleichungen abzuleiten und diese in eine Form zu bringen, die von den Signalfluss-Simulationen der Blockdiagramme verarbeitbar sind. Denn die Blockdiagramme sind komplexer, schwerer zu erstellen und ähneln der Original-Systemdarstellung nicht.
Mit den physischen Modelliertechniken von MapleSim können Benutzer unter Verwendung von kompakten Komponenten intuitiv und einfach ein Systemdiagramm am Bildschirm erstellen, mit dem das physische Modell dargestellt und einfacher verständlich wird. MapleSim beinhaltet mehr als 500 Bauelemente aus über zehn Fachbereichen, zum Beispiel aus der Elektrotechnik, Mechanik und Thermodynamik sowie für das Bedienelemente-Design, die in einfach anzuwendenden Paletten organisiert sind.

Mit MapleSim werden mathematische Gleichungen, die ein Modell darstellen, automatisch generiert, was bei komplexen Anwendungen häufig Wochen und manchmal sogar Monate an Arbeitszeit einspart. Die Gleichungen werden auch automatisch vereinfacht, so dass konsistente Modelle entstehen und Hochgeschwindigkeits-Simulationen von hochwertigen Systemen realisierbar werden.

Die symbolische Berechnungs-Technologie von Maplesoft bildet den Kern von MapleSim. Im Gegensatz zu einer rein numerischer Verarbeitung kann die symbolische Technologie eine physische Systemdarstellung direkt in mathematische Gleichungen umsetzen. Modelle, die auf diese Weise erstellt werden, sind sehr konsistent und hängen bei ihrer Lösung nicht von iterativen numerischen Routinen ab. Dies ermöglicht eine hohe Simulationsleistung, ohne Fehler zu generieren, die für manuelle Ableitungen typisch sind.

Weiterhin ermöglichen die symbolischen Techniken eine automatische Substitution und vereinfachte algebraische Lösungen, das Entfernen von überflüssigen Rechenschritten und Variablen, die Erstellung von präzisen und effizienten numerischen Modellen sowie eine Beschleunigung der Simulation ohne Genauigkeitseinbußen.

Ideen der Anwender werden gespeichert

Die objektbezogene Dokumentation sorgt dafür, dass die Ideen der Anwender gespeichert werden, und bietet ein kreatives Experimentierfeld mit »Was wäre wenn«-Szenarien, bei denen die zugrunde liegenden Ideen, Besonderheiten des Designs und weitere Informationen des Entwurfs gespeichert werden. Nach der automatischen Generierung der mathematischen Gleichungen kann das Model optimiert, nachjustiert und weiterverarbeitet werden.

Dass die Entwicklungen von Maplesoft an den praktischen Bedürfnissen der Industrie ausgerichtet sind, belegt unter anderem eine mehrjährige Partnerschaft mit Toyota zur Entwicklung neuer Werkzeuge für die physikalische Modellierung von Fahrzeugsystemen. Die von Maplesoft zu entwickelnden Lösungen werden das grundlegende mathematische System für die physikalische Modellierung im modellbasierenden Entwicklungsprozess bei Toyota unterstützen. Die Zusammenarbeit war die Konsequenz aus den Schwächen der bisher verfügbaren Software. Die neue Generation von Modellierungswerkzeugen sollen die bisherigen Schwächen beseitigen, um den Produktentwicklungsprozess im Automotive-Bereich zu beschleunigen.

»Die modellbasierende Entwicklung wird einen neuen Industriestandard für den Gebrauch von Software-Tools und -modellen in der Automotive-Systementwicklung schaffen«, prognostiziert Akira Ohata von der Toyota Motor Corporation. »Symbolische Berechnungen, für die Unternehmen wie Maplesoft den Weg bereiten, machen neue Design-Methoden bereits heute zur Realität. Automotive-Unternehmen wie Toyota werden weitere Verbesserungen in der Taktzeit, der Kostenoptimierung und der reibungslosen Integration von komplexen Systemen erreichen.« Maplesoft und Toyota bilden das Fundament eines Konsortiums für physikalische Modellierung, das führende Unternehmen der Automotive-Industrie zusammenbringt, um Ideen auszutauschen und die Entwicklung von effizienteren Methoden zur Modellierung der Fertigung – basierend auf symbolischen Berechnungen – voranzubringen. -fr-

Scientific Computers GmbH, Aachen Tel. 02 41/40 00 8 - 0, http://www.scientific.de

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