Flexible Modeling Environment – MapleSim – Modeling and Simulation

柔軟なモデリング環境

プールのウォータースライダーからロボットマニピュレーター、宇宙システムまで、MapleSimの柔軟なモデリング機能は、モデルの構築を素早く開始でき、ニーズの増加に応じてモデルのカスタマイズや拡張を行うことができます。

モデル構築を迅速に始める

MapleSimでは、物理モデルを表す画面上のコンポーネントに、エンジニアリングの知識をスムーズに渡すことができます。
作成

内蔵されている物理コンポーネントやシグナルフローのブロックから選択して、モデルを簡単に組み立てることができます。

  • インポートしたCAD図面からスタートし、値や単位を指定することが可能
  • 複数の分野の例から、あらかじめ構築されたMapleSimモデルを読み込む
  • ブロックのドラッグ&ドロップで、ゼロから素早くモデルを組み立てられる

改良

専用のアドオン・コンポーネント・ライブラリを使用することで、シミュレーションを高速化し、モデルに忠実さを加えられます。


カスタマイズ

数式を指定することで、ユーザー独自のカスタムコンポーネントを簡単に生成できます。

  • 微分方程式、状態空間、または伝達関数を使用してコンポーネントの動作を定義
  • インタラクティブなカスタムコンポーネントテンプレートを使って、コンポーネントのパラメータ、接続タイプ、ポートの配置などを簡単にカスタマイズ可能
Start building models quickly
Take your designs further with our flexible modeling language

柔軟なモデリング言語でデザインをさらに進化させる

斬新な製品を生み出すには、これまでとは違った方法で作業できる柔軟性が必要です。また、高忠実度のシステムレベルモデルを構築する際には、イノベーションに対応できるツールが必要です。

MapleSimは、逆運動学や振動解析などのカスタマイズされた解析を開発できる、強力で数学的なプログラミング言語を提供します。

オープンスタンダードなモデリング言語Modelicaをベースに、以下の機能を備えています。

  • Modelicaライブラリとモデルのインポートをサポート
  • あらゆるコンポーネントやサブシステムの基礎となるModelicaコードにアクセス可能
  • MapleSimモデルはModelicaファイルとして直接保存でき、モデルのトポロジーやプレゼンテーション情報、方程式も保持
  • 解析や設計のドキュメントで、自然な数学表記や単位を意識した変数を使用

ユーザーは、システムレベルの方程式やパラメータにアクセスして、モデルを簡単に改良できます。そして、それを設計概念のテストやシミュレーション解析に利用することができます。

  • マルチボディシステムからの動的・運動方程式の抽出、モーションプロファイル、振動解析、設計書作成など、強力な解析ツールやユーティリティーツールにマウスでアクセス可能
  • スクリプトを使用してアプリケーションを拡張し、解析のためにカスタマイズした数学的ソルバー、構造、および可視化ツールにプログラムでアクセス可能
  • モンテカルロ解析やパラメータスイープなどのバッチシミュレーションや、最適化ステップと並行してシミュレーションを実行することが可能

 

モデリングのニーズの増加に応じた拡張と接続

モデルが複雑になってもMapleSimが計算を処理してくれるため、結果にいつでもアクセスできます。ロイヤリティフリーでコールバック不要のコード生成機能は、モデルを他のツールにエクスポートすることを容易にし、費用対効果を高めます。

弊社のMapleSimコネクタ製品群により、MapleSimモデルを既存のツールチェーンと統合することが可能です。


モデルインポート

MapleSimは、以下の機能により、既存の設計ファイルを再構成できます。


コードエクスポート

MapleSimまたはMapleSimの接続アドオン製品を使用して利用可能なコードは以下の通りです。

    • スタンドアロンCコード
    • Simulink S-Functionブロックを生成するSimulink®/Simulink® Coder™
    • FMI(Functional Mockup Interface):dSPACE SCALEXIO、LMS Amesim、QTronic Silver、IPG CarMaker、VI-CarRealTime、B&R Automation StudioなどのFMI準拠のソフトウエアとの接続が可能。
    • CODESYSベースのツールに接続するためのEtherNet/IPリンク

さらなる統合

モデルを開発した後は、その用途をさらに広げることができます。

  • MapleSim Insightを使用してMapleSimの設計を拡張し、リアルタイムで実行されるモデルの3D可視化を生成することで、オートメーション開発ソフトウェアのための高品質なCADベースのリファレンスを取得可能
  • MapleSimモデルへのシンプルなインターフェースを提供する使いやすいウェブアプリケーションを作成することで、組織内の人がウェブブラウザだけを使って必要なときに必要な答えを得ることが可能
  • MapleSimモデルは、AWS IOT Twinmakerのようなクラウドベースのデジタルツインソフトウェアスタジオと併用して、産業システムや設備をモデル化可能。これにより、予知保全、リアルタイムの故障検出、ラインスループットの向上によるコスト削減効果を引き出す。
Scale and connect as your modeling needs grow

産業界の事例

複雑なDeltaBotピックアンドプレースロボットの柔軟なシステムレベルモデリング

AEMK社のDeltaBotロボットは、剛体のアームの代わりにケーブルを使用することで、移動慣性と機械設備のコストを削減しています。DeltaBotのシンプルな設計と拡張性は、既存のオートメーション環境に簡単に統合できることを意味しています。DeltaBotは、1分間に120回以上のピック&プレースサイクルが可能です。

AEMK Systems社は、継続的な研究開発プログラムの一環として、MapleSimを使用してDeltaBotシステムのモデル化とシミュレーションを行い、リアルタイムのHIL(Hardware-in-the-Loop)テストに使用しています。

MapleSimは、6自由度へシステムの洞察を提供し、ユーザーがシステムの挙動に関するアイデアや結論を素早く導き出すことができる柔軟性を備えていました。

「AEMK Systemsの社長兼創設者であるAmir Khajepour博士は、「Maplesoftの技術を使用することで、ロボットの初期開発期間が大幅に短縮されました。そして、製品の改良を行う際にも開発サイクルの短縮による恩恵を受けています。」と述べています。
DeltaBot pick-and-place robotics
AEMK Systems社は、リアルタイムのHIL(Hardware-in-the-Loop)テストで使用するDeltaBotシステムのモデリングとシミュレーションにMapleSimを使用し、開発期間を大幅に短縮することができました。
Planetary Rovers
MapleSimは、惑星探査機のリアルタイムシミュレーションに使用されました。これにより、完全なローバーのプロトタイプが利用可能になる前に、シミュレーションループ内でコンポーネントのテストを行うことができました。
MapleSimが惑星探査機のリアルタイムシミュレーションに新境地を開く

宇宙産業において、ローバーのプロトタイプの設計、製造、テストには非常にコストがかかります。システムテストは通常、設計/テストプロセスの後半にならないと行われないため、開発期間が長くなる傾向にあります。

ウォータールー大学(UW)の機械・メカトロニクス工学部は、カナダ宇宙庁(CSA)と共同で、MapleSimを用いて、太陽電池式惑星探査機のテストプラットフォームを開発しました。

このアプローチにより、ローバーのプロトタイプが利用可能になる前に、シミュレーションループ内でのコンポーネントテストが可能になりました。このテストプラットフォームを使用することで、火星の環境のように実験室では再現が難しいシナリオや、まだ入手できない部品をモデル化でき、入手可能なハードウェア部品はソフトウェアモデルと通信してリアルタイムにシミュレーションを行うことができます。

MapleSimの標準コンポーネントライブラリの利用に加えて、カスタムコンポーネントも簡単に開発できました。傾いた面が火星で受ける日射量を推定するモデルは、MapleSimのカスタムコンポーネントブロックを使って実装されました。MapleSimは、短期間で忠実度の高いモデルを作成することができ、プロジェクトの成功に重要な役割を果たしました。

サービス&ソリューション


MapleSimアドオンライブラリで専門分野のモデリング能力を拡大します。


Maplesoft Engineering Solutionsは、お客様のプロジェクト要件を迅速に満たすための専門知識と技術を提供します。プロフェッショナル・サービスには、製品設計の検証と最適化、イン・ザ・ループ・シミュレーション (xILS) のためのコード開発、解析・設計計算ツール、カスタマイズされたトレーニングなどがあります。


Maplesoft Engineering Solutionsのターンキーソリューションでは、初期モデルを迅速に納品することで、低労力で自社プロジェクトのバーチャルコミッショニングを試すことができます(モデリングの専門知識は必要ありません)。