借助 Simcenter 进行基于模型的系统工程:AI 的兴起只是计算机比我们更智能、更快的漫长故事的最新篇章。让我们充分利用它!

它终于发生了——起初我们隐约感觉,计算机程序会有击败人类的风险;如今,这种感觉已常驻公众心中。
但现实是——这一事实多年来一直压在我们身上。计算机在许多方面一直比人类更好。一致性、严谨性、对努力工作的无尽渴望——它们在很多方面都比我们聪明、都能超越我们。
还记得 1996 年吗?
那大概是我们许多人(年纪足够大的人)第一次发现计算机可以比我们更好地执行无聊、重复任务的时候。
1996 年,在技术前沿的推动下,我们看到一台名为“深蓝”的国际象棋计算机在比赛条件下击败了卫冕世界冠军。确实令人印象深刻!
但是,尽管当时看起来具有未来主义色彩,但“深蓝”国际象棋计算机自然还是要屈服于等待所有 IT 硬件和软件的相同命运。正如卡斯帕罗夫在 2016 年所评论的那样:
如今,只要为笔记本电脑购买一个国际象棋引擎,就可以轻松击败“深蓝”
加里·卡斯帕罗夫
自深蓝问世以来,26 年的进步让计算机不仅在国际象棋上具有竞争力,而且开始侵占我们的语言、时尚甚至艺术领域......以至于制造了一种令人不舒服的感觉。
人类与机器:谁最终会赢?
许多人认为这不一定非得是两者对决(对不起,好莱坞!)事实上,在卡斯帕罗夫的心目中,人与计算机的结合才是真正无与伦比的:
[在国际象棋中与计算机竞赛是] 关于我们能否长时间做出高质量的棋步。人类心理学在这方面对我们不利。如果我身边有一台计算机,即使是一台非常弱的计算机,情况就可以逆转,我或一些强大的国际特级大师将能够击败一台非常强大的计算机,因为我可以引导机器并绝对消除错误,这是人类面对计算机时弱点的根源。这就是为什么我要推动联合人类和计算机的力量。
加里·卡斯帕罗夫
在这里,卡斯帕罗夫指的是他的“高级国际象棋”理念,即人类参赛者使用计算机来增强自己的游戏。碰巧的是,人类和计算机相辅相成、相互提升的相同理念正是我们借助用于创成式工程、MBSE 和 MDAO 的高级 CAE 工具的发展方向。
从高级国际象棋到高级工程
随着技术的发展,工程仿真的价值也从为决策提供信息转变为指导决策。而且这种转变正变得越来越强大。例如,以 Simcenter Studio 为例,这是一款 AI 驱动的创成式工程工具,可帮助您在设计的早期概念阶段探索和了解系统架构。
Simcenter 的主要优势之一是它能够在很短的时间内探索众多设计方向——通过寻找创新的新解决方案和想法来帮助工程师避免所谓的设计禁锢,而这些解决方案和想法可能是人类大脑在快速头脑风暴会议中无法偶然发现的。
天到小时,小时到分钟,分钟到秒
2023 年 4 月发布的 Simcenter MBSE 工具集将这种涡轮增压技术提升到了新的高度。
- 模型创建工作流程加快 4 倍,具有智能错误检测和支持
- 生成架构的求解器速度提高了 20 倍
- 最佳控制器生成速度提高 200 倍
过去六个月的进步还不错!这些数字在许多示例案例中具有代表性。通常需要注意的是 - 您的里程可能会有所不同 - 但以前需要几天才能完成的事情现在更像是只需几个小时。过去需要数小时才能完成的工作现在只需几分钟。并且……你一定明白了。这些重大提速可帮助您更快、更轻松地实现工程目标。
加速 SysML v2.0 引擎
我们看到持续发展的另一个领域是启用 SysML v2 支持的最新 MBSE 方法。此版本提供了对 Simcenter Studio 中 SysML v2 引擎的升级,这意味着用户现在可以导入 SysML v2 库并更轻松地导航模型,更不用说对后端和 API 的大量改进了。
在上面的视频中,大家可以看到导入 Arcadia 库的过程,然后使用 Arcadia 方法创建模型。 这里新的关键部分是能够将 Arcadia 方法作为库导入。事实上,这适用于可以在 SysML v2.0 中实施的任何方法。导入后,您可以直接在创成式工程过程中使用该库,以评估具有计算功能的模型。
连接各个点
数字产品开发的好处之一是,当设计达不到要求时,可以立即对其进行修改和更新。
但是,在复杂的产品开发流程中实施 MBSE 方法的一个不可避免的挑战是能够保持性能目标的“全局”视图。换句话说,当每个子系统都作为一组单独的仿真模型和数据存在时,需要了解相对于整体性能目标的实际表现。
将设计作为一个完整的系统实现意味着需要以耦合方式同时运行大量仿真。过去,这一直让仿真团队头疼,但有了 Simcenter 就变得容易了。

更多导入选项、更好的建模体验以及对离散变量的支持
最新版本的 Simcenter MBSE 工具为行业前沿协同仿真平台 Simcenter System Architect 提供了许多增强功能。
更加模块化
所有级别的模块化对于通过系统架构的协同仿真实现持续的性能目标至关重要。这就是为什么 Simcenter System Architect 现在支持直接导入 Simulink 并直接导入 Simcenter Amesim 模型 - 而不仅仅是像以前那样使用库。这提供了新的灵活性水平并加快了模型设置。
处理未连接的端口
Simcenter System Architect 的另一个基本原则是能够将完全异构的模型无缝集成在一起。有时,已连接子模型的输入和输出端口之间会出现不匹配,尤其是当它们代表不同的保真度级别时。这不再是一个障碍 – 现在,通过分配合适的源项来处理未连接的端口是一件简单的事情。
组合连续信号和离散信号
对信息物理系统进行正确建模涉及处理连续(例如速度、转速、功率)和离散(例如齿轮选择、控制开关位置)的信号或变量。这对于 Simcenter System Architect 而言一直都是可行的,但根据所使用的模型,可能会引入不稳定或其他建模不准确的情况。
借助 Simcenter System Architect 2304,所有变量现在都定义为连续或离散变量,由协同仿真引擎进行适当处理 - 另一项增强功能使流程更加顺畅,让您有更多时间花在工程上。
人与机器 – 相得益彰
在这篇博客中,我们探讨了您应该查看 Simcenter Studio 和 Simcenter System Architect 最新版本(即版本 2304)的主要原因。如您所见,Simcenter 正在快速发展,让您始终处于 MBSE 的前沿,并在应对未来的工程挑战时成为人与机器的强大组合。
……别担心,我们(工程师)不会被计算机取代。最后,我想引用一句国际象棋的名言,这句名言来自印度国际象棋大师维什瓦纳坦·阿南德 (Viswanathan Anand):
我认为一般来说,人们往往高估了计算机在比赛中的重要性。可以用电脑做的事情很多,但你仍然必须擅长下棋。
维什瓦纳坦·阿南德