FMU/FMI：接口标准与机电一体化设计

"FMU/FMI是用于机电一体化设计的标准接口，旨在解决跨软件环境的模型交互和联合仿真问题。最初由汽车行业的Modeisar项目发起，现在由Modelica协会推动发展。FMU是一个包含FMI接口描述和功能实现的压缩文件，用于模型的导入和协同仿真。FMU/FMI通过XML文件定义接口，并提供C代码或二进制实现，使得不同建模工具间的模型能够无缝协作。" FMU/FMI是现代工程设计中的一个重要标准，尤其在汽车、航空和机电设备等复杂系统领域。它源于对跨软件平台模型交互需求的增长，因为在这些行业中，各种不同的建模系统用于解决特定问题。传统的仿真方法需要在多个仿真环境中集成，导致了对接口标准化的需求。FMI（Functional Mock-up Interface）应运而生，作为一个工具独立的标准，它支持动态模型的交互和联合仿真，确保来自不同供应商的仿真环境可以协同工作。 FMI的核心是一个XML文件，定义了模型的接口，同时包含编译后的C代码或二进制实现，使得模型可以在不同环境中运行。FMU（Functional Mock-up Unit）是实现FMI标准的实体，是一个包含所有必要信息的压缩文件。FMU有两个主要功能：一是模型交互，允许模型以输入/输出模块的形式被其他环境使用；二是协同仿真，使多个模型在不同解算器下协同工作，通过主算法控制数据交换和同步。 FMU/FMI的实现过程通常涉及以下步骤：首先，模型在特定的建模环境中被创建并导出为FMU；然后，这个FMU可以在其他支持FMI的环境中作为组件导入；最后，这些组件可以在联合仿真环境中进行协调运作，实现跨软件的协同仿真。 在实际应用中，FMU/FMI的实施极大地简化了多领域复杂系统的设计流程，提高了效率。例如，贝加莱公司在2016年开始研发FMU/FMI接口，展示了这一标准在工业自动化领域的广泛适用性。通过使用FMU/FMI，工程师可以更轻松地集成来自不同来源的模型，进行系统级别的仿真和优化，从而推动创新和设计的进步。