关键词
如本系列开卷第一回所述，系统工程（SE - System Engineering）是处理复杂项目的规划、研究、设计、制造、测试和运营的方法，按照正向设计的逻辑（非翻版或逆向），核电新型号等大型复杂基建项目的研发与设计工作需通过R-F-L-P的流程去实现。 如果您不希望做出的所谓“数字孪生”只是个用来查查几何碰撞的“空壳子”，那就需要承接前文的R-需求工程去实现F-功能架构和分析，用于满足需求、仿真系统行为以及动态多物理场。 CATIA-Dymola （Dynamic Modeling Laboratory - 动态建模实验室）作为行为仿真APP集成在3DEXPERIENCE平台中，应用Modelica建模语言同时符合FMI接口标准（Functional Mock-up Interface）。 用于支持先进MBSE（基于模型的系统工程）的功能架构，实现稳健的系统安全性分析并强化风险管理；同时连接上游需求工程（R），实现基于未来运行需求来定义的系统规格书、并以施工和运行目标来驱动的初步设计。 为大基建项目设计和升级做长周期的数据管理，提升数据质量和可复用性；尽量在前期仿真迭代以减少后期不必要的设计变更，节省设计与施工工期。 1. 功能架构 （Functional Architecture） 定义并优化系统架构，尽量减少子系统间的互依赖关系，充分利用需求管理和验证测试来简化映射： 实现功能分析（functional analysis） 给系统功能（functions）分配需求（requirement） 管理所有内部和外部的功能接口（ functional interfaces） 进行权衡研究以确定最佳方案 实现系统层级的KPI自动生成 2. 行为建模与仿真 Dymola应用Modelica语言实现行为建模和仿真动态系统，其优势体现为： 多专业仿真 - 跨专业定义和仿真“由诸多工程领域的物理组件”所构成的模型； 直观化建模 - Dymola的图形编辑器和多专业模型库使建模快速且易上手； 开放灵活 - 基于Modelica的开放环境，对外部建模工具都配有其专属的导入方案 3. 关于FMI标准 Functional Mock-up Interface （FMI）是一种开放的、独立于工具的标准，支持使用xml文件和编译的C语言组合进行动态模型交换和协同仿真。 4. 关于商用模型库 a. 工业流程系统库- Systems Industrial Processes Library (PRZ)：用于仿真流程工业的动态行为，解决有关流程工业的控制策略、生产计划、操作员培训和控制系统代码测试等问题；可建立复杂工艺流程的动态模型；适用于检测设备的瞬态行为、进行操作员培训或验证控制系统代码；可实现库的模块化扩展。 b. 热工系统库 - Systems Thermal Library (TIZ)：为热工系统提供了通用的模型，一方面可对单个组件进行详细的建模和计算；另一方面模型适合于大型复杂系统的设计和优化，如混合循环制冷、热泵和热吸附式系统。 c. 电气系统库- Systems Electric Power Library (EWZ)：交流电路相量图描述，可仿真供电系统（交流平衡/不平衡、直流、混合）。 d. 克劳修斯-朗肯循环系统库- Systems ClaRa+ Library (CRZ)：支持发电厂的数字孪生模型，调查瞬态行为并获取更多信息以优化流程，用于在未来的能源市场获得竞争力。包含完整的电厂设备、控制系统和电网模型，同时支持项目的不同阶段，如概念设计、组件设计、仪控技术优化、虚拟调试和运行优化。 e. 流体动力系统库- Systems Fluid Power Library (FPZ)：支持对水力系统进行建模和仿真。 f. 暖通空调系统库- Systems HVAC Library (HVZ)：支持分析不同的系统布局，并比较任何参考期的一次能源消耗、二氧化碳排放或能源成本；快速分析成本优化的系统布局和供热及制冷设备等场景；可用于大型热工-水力系统的优化。 05 HOW TO – 如何落地实施 如果您希望进一步深入了解如何定义核电站功能架构、复杂多物理系统的行为仿真、以及如何从功能层面验证需求等细节，请点击文章末尾的阅读原文留下您的联系方式，获取本文作者团队提供的“业务价值驱动的数字化转型咨询服务（Value Engagement）”.
