仿真管理：系统仿真模型管理工具

仿真管理：系统仿真模型管理工具针对上述问题，Simcenter System Simulation Client for Git提供了以下解决方案:通常有三个问题领域对解决方案的选取至关重要：SCG可以管理源自 Simcenter Amesim 和其他系统仿真工具的系统数据，从而为基于模型的系统工程数据提供一个协作环境。SCG是一个资源库，它能够为系统仿真数据创建组织模型，并根据相关的工程模式简化分类、查询和检索。版本管理功能可以对整个产品开发周期中的数据进行生命周期管理。变量管理功能可以管理系统组件和子系统的多重表征，从而根据开发阶段和仿真目标搭建实例化系统模型。基于角色的访问控制功能支持各种协作工作流的执行。总而言之，SCG对于企业充分利用知识、发展基于模型的系统工程应用具有重要意义。本文从应用角度出发，介绍Simcenter System Simulation Client for Git在模型和数据管理方面的实

相关课程视频及行业资料，请登录后厂造网站，免费获取会员后，登陆查看更多智能制造行业资料、课程。

摘要：系统仿真通过在产品设计周期早期提供性能预测与优化来支持产品设计决策。基于Simcenter的系统仿真工具链包含超过6种工具，而Simcenter System Simulation Client for Git（以下缩写为SCG）解决方案可以对系统仿真模型及数据进行有效的管理，包含版本控制、基于角色的访问控制、数据仓建立与维护等工作。通过本次分享，用户将对SCG的工作逻辑与应用场景有基础认识，初步掌握基于SCG工具如何实现性能模型的管理。

1. 前言

随着仿真工具在企业中的大规模、深入应用，产生大量的业务过程仿真模型、仿真数据和其他相关数据，如何管理模型、数据以及实现流程标准化，将称为未来企业部署仿真的重要关注方向。系统仿真通过在产品设计周期早期提供性能预测与优化来支持产品设计决策，研发部门需要一个系统仿真模型和数据管理软件，能够为系统仿真模型和数据创建组织框架，以便根据相关工作流和属性进行分类、查询和检索。

如上图所示，基于Simcenter开展系统仿真工作会用到超过6种工具，包括：

• 生成和优化系统仿真架构的工具： Simcenter Studio、 Simcenter System Architect......
• 性能模型开发工具：Simcenter AMESIM、Simcenter Flomaster、Simulink......
• 在web应用中使用行为模型的解决方案：Simcenter Webapp Server
• 多属性权衡工具：Simcenter System Analyst

SCG可以管理源自 Simcenter Amesim 和其他系统仿真工具的系统数据，从而为基于模型的系统工程数据提供一个协作环境。SCG是一个资源库，它能够为系统仿真数据创建组织模型，并根据相关的工程模式简化分类、查询和检索。版本管理功能可以对整个产品开发周期中的数据进行生命周期管理。变量管理功能可以管理系统组件和子系统的多重表征，从而根据开发阶段和仿真目标搭建实例化系统模型。基于角色的访问控制功能支持各种协作工作流的执行。总而言之，SCG对于企业充分利用知识、发展基于模型的系统工程应用具有重要意义。

本文从应用角度出发，介绍Simcenter System Simulation Client for Git在模型和数据管理方面的实际价值，并阐述其如何与各工具无缝集成实现系统仿真模型和数据管理。

2. 面向基于模型的系统工程的模型和数据管理中SCG的应用价值

随着系统仿真团队成员数量的增加，分工更加精细，管理者会更加深刻认识到模型和数据管理势在必行。对应的解决方案通常来自于软件领域，比如说Subversion Github Gitlab。

通常有三个问题领域对解决方案的选取至关重要：

1. 应用环境足够稳定，能够应对团队变更、团队内外模型共享等需求。往往数据库的部署配置是非常复杂的，对于部署该环境的负责人提出了专家知识层级要求，并耗费大量时间进行部署微调。如果只是简单部署一个git库，而不进行详细配置，用户在下载数据时可能需要将整个git库下载到本地，这其中可能存在不应该被该用户共享的数据；
2. 要确保存储的模型是有效且可复用的。使用基于文件的方法，在与他人共享模型时很容易犯错误:您可能会忘记依赖库、外部文件。解决这一问题的常规做法就是管理员制定一套规则，使用固定的方法来记录共享模型，即人工作成一个结构体并分享，这是非常耗时的；
3. 最终用户希望专注于他们的日常工作，而不关心模型管理。如果你需要写很长的说明指导终端用户如何在磁盘上构造他们的数据，或者如何确保依赖关系被文档化，那么这肯定会导致非常低的采用率。

针对上述问题，Simcenter System Simulation Client for Git提供了以下解决方案:

1. 一个预先定义的机制来清晰地定义过程中的所有参与者；基于角色的访问控制允许非常明确地定义某组织中的某成员具有哪些权限
2. 打包一个专门的“数据模型”，而不仅仅是一个文件；“数据模型”跟踪并包含依赖关系、相关内容文档等，它准确地代表了系统仿真的完整领域模型；
3. 高效且充分集成的用户体验，无需走出当前工具环境即可开展模型管理工作；专用数据传输方法提升效率；此外，为我们使用的系统仿真数据模型优化的专用搜索算法

3. SCG与各类常用工具的无缝集成

SCG工具可以与Simcenter产线下的所有系统仿真工具无缝集成，包括Simcenter Studio、 Simcenter System Architect、Simcenter Amesim、Simcenter Flomaster、Simcenter Webapp Server、Simcenter System Analyst。此外，还可以对Simulink、GT-SUIT、FMI等进行模型和数据管理。下面介绍SCG与性能模型创建工具amsim、仿真架构建模工具architect集成，以此说明SCG的应用思路和方法。

3.1 SCG与Simcenter Amesim协作开发模型

作为一个AMESIM用户，无需学习新的UI界面和流程；整个模型管理以及模型库管理都是完成集成到AMESIM GUI。当用户保存一个AMESIM工程时，增加一个选项卡“Client for gate”，可以通过该选项直接将AMESIM工程存储到服务器上。最重要的是，该选项还能确保将所有的库依赖项或文件依赖项一同上传。一个典型的协同工作流程如下：

1. 领域专家创建一个模型，并使用集成的Client for Git选项保存到数据库
2. 在进一步提高模型精度、计算性能、附加性能属性表示的同时，领域专家还将不断增加模型的复杂性，并更新出多个版本
3. 任何拥有正确访问权限的人都可以搜索模型并下载所需的模型。因为在上传模型之前，所有依赖项都被正确地检查过，所以其他用户将确保将完全完整且一致的数据集下载到他的环境中，并可以立即开始工作

3.2 SCG与Simcenter System Architect协作

与Simcenter Amesim协同作业相同，SCG也被集成到Simcenter Arichitect中，可以直接访问下载/上传操作。典型应用场景就是重用系统架构库，包含Simulation Templates、Instrumented Models等，这些系统架构库可以在不同的Simcenter System Architect工程中重用。

此外，Simcenter System Architect软件中会创建大量的工程项目，调用大量不同版本的系统架构库，所有库的实时状态需要时刻被跟踪，比如数据库中系统架构库是否有更新、本地版本是否已经上传等。出于这个原因，有一些直接集成的功能，可以对项目的“同步状态”提供即时的查看。

3.3 SCG与Amesim、 Architect交互工作流程

Simcenter System Architect和Simcenter Amesim在系统仿真组合中有非常特定的目标用户，主要参与者为架构师和领域专家，一般来说架构师会发出子系统性能模型需求，并由领域专家响应后反馈一个模型给到架构师，这个闭环过程中包含大量的信息和模型交互，如果不借助系统功能很容易出错。

结合SCG软件描述一个典型的Submodel Request工作流：

1. Simcenter System Architect用户将为组件模型开发人员定义一个请求。Simcenter System Architect用户通过创建一个Simulation Templates来实现这一点，该模板完全记录了组件上所需的端口；
2. Simcenter System Architect用户上传这个Submodel Request到SCG中，然后向模型开发人员（AMESIM使用者）提供Submodel Request对应的UID；
3. 模型开发人员将根据UID在SCG中进行搜索，从而准确地得到这个请求；然后模型开发者可以根据规范进行开发，上传Simcenter Amesim库；
4. Simcenter System Architect用户在Simcenter System Architect项目中访问并使用它。

3.4 SCG与操作系统集成工作流程

除了Simcenter系统仿真应用程序，在客户环境中通常还有一些额外的工具和文档需要我们考虑。例如，用户可能已经开发了一组脚本，用于在运行某些模型前配置本地环境；或者模型的使用说明文档、EXCEL中定义的参数表。这些“非simcenter模型”也需要上传到数据库中，并与对应的模型和数据产生关联。为了实现这一目标，SCG开发了与文件系统的直接集成，这一功能是完全面向文件的。

用户在可以在任何文件夹中右键单机，选择“Simcenter Client for git”菜单中的“upload”，文件夹中的所有内容都会上传到服务器。注意在这种情况下，SCG不会检查依赖项，用户要确保所有的内容的都已放入当前文件夹。同样的操作，用户可以选择“Simcenter Client for git”菜单中的“download”，在启动的搜索窗口中找到对应数据并下载，使用该窗口可以搜索并下载“非simcenter模型”。

5. 总结

SCG在所有工具中紧密集成的一个关键价值是支持无缝的端到端工作流。SCG不仅可以与每个工具单独的集成，还可以实现所有系统仿真的工具/用户都连接到一个模型和数据存储库，这些模型和数据可以在每个工具中通过强大的搜索进行搜索。Simcenter System Simulation Client for Git通过这一属性，完美的支持了系统仿真的模型和数据协同，帮助客户减少浪费在重建现有模型的时间、减少为满足特定项目而重新从零制作模型的时间（可以基于现有模型改造）、减少了通信和数据交换的时间消耗、实现了更高程度的模型可追溯性。Simcenter System Simulation Client for Git解决方案是面向基于模型的系统工程的模型和数据管理的有效手段，帮助用户更高效的构建系统级产品数字孪生。

资料来源：

• 西门子工业软件官网
• Simcenter 1D 系统仿真公众号