JP2019507405A

JP2019507405A - 統合システム用の共同シミュレーションを構成する方法

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Publication number: JP2019507405A
Application number: JP2018531244A
Authority: JP
Inventors: ベネディクト、マーティン; バーナッシュ、ヨースト; ホルツィンガー、フランツ; ワツェニグ、ダニエル
Original assignee: コンペテンツェントラム−ダスヴァーチュッレファールツグフォルシュングゲゼルシャフトエムベーハー
Priority date: 2015-12-30
Filing date: 2016-12-29
Publication date: 2019-03-14
Anticipated expiration: 2036-12-29
Also published as: EP3188053A1; WO2017114883A1; JP6784003B2; US20190018916A1; US11720730B2; EP3398092A1

Abstract

本発明は、少なくとも１つの第１の部分システムと第２の部分システムとを有する統合システム用の共同シミュレーション（若しくは統合シミュレーション）を構成する方法に関する。本方法によれば、第１の部分システムと第２の部分システムとを結合器で結合させ、確定する結合ネットワークを定める。さらに第１の部分システムの第１の部分システム情報と第２の部分システムの第２の部分システム情報とを確定する。さらに、どのシーケンスにおいて第１のパラメータ出力及び第２のパラメータ出力が互いに定められるかを確定する、実行シーケンスを選択する。さらに、第１及び第２のパラメータ入力がマクロステップ幅の間に（例えば、結合時点間に）その方法を用いて定められている、補外方法を確定する。第１の部分システムと第２の部分システムとの間で対応する第１及び第２の入力パラメータの交換並びに第１及び第２の出力パラメータの交換がその時点で実行される、結合時点を事前に与えるマクロステップ幅を定める。結合ネットワーク、第１の部分システム情報及び第２の部分システム情報、実行シーケンス並びに補外方法及びマクロステップ幅に基づいて、第１及び第２の部分システムの結合が構成され、共同シミュレーションが実行される。

Description

本発明は、統合システム用の共同シミュレーションを構成する方法及び装置に関する。

技術システムの仮想的な開発は従来技術のものであり、初期のシステム分析と仮想試験とを可能にし、そのため時間と費用の節約をもたらす。その場合、各技術領域（例えば機械工学、電子光学等）において、特定部品用のモデルが特定のシミュレーションツールで開発され、それ自体でシミュレートされ、分析される。他のシステムの影響は単に限定的なものと見なされる。統合システムの開発は一般に、全ての技術領域若しくは全ての部品の連携を必要とするので、この相互作用は仮想平面上にも写像されなければならない。共同シミュレーションは、分散的に具現化され分散的に模倣されたモデルを組み合わせる可能性を提供する。この場合、結合量は、シミュレーション中にいわゆるマクロ時間ステップ後の所定の時点で交換される。使用されるシミュレーションツールの特性及びモデルの特徴は、どの結合アルゴリズムが使用され得るかを定める。シミュレーションツール又は模倣モデル（例えば、ＦＭＩ）が計算工程の繰り返しを許容する場合、反復（暗示的）方法（強結合）が利用され得る。しかしながら大抵は、そのために必要とされるシミュレーションツール及びシミュレーションモデルの再設定は補助されていない、又はシミュレーションは実時間で行われなければならないので、非反復（明示的）方法を援用しなければならない。しかしながら内ループ（データ依存性）の場合、非反復共同シミュレーションの際に結合量の補外が実際のマクロ時間ステップにわたり強制的に必要であり、それは不正確さをもたらす。

それにより生じる誤差は、共同シミュレーションの適切な構成により、無視できるほど小さく保たれ得るが、それは従来技術によれば共同シミュレーションのユーザにより手動で行われなければならない。これは時間を浪費するものであり、大抵、共同シミュレーションの主要な複雑度のために共同シミュレーションのユーザにより手動で行うことができない。

「共同シミュレーションの結果の質を量子化するためのモデルに基づく方法及び方法」の名称のＡＴ５０９９３０Ａ２は、共同シミュレーション化統合システムの質を評価するための方法を記述している。静的なメタ情報としての近似モデル記述、結合情報及び実行シーケンスは、補外により導入されモデル化された結合不確実性と併用して事前に、即ち共同シミュレーション開始前に質を決定するのに使用される。

共同シミュレーションでは、モデル化部分システムはモデルの入出力パラメータを介して結合され、統合システムになる。部分システムはこの場合、代数及び／又は微分方程式系である。しかしながら各部分システムは、他の部分システムとは無関係に、マクロ時間ステップにわたり、固有の数値解法アルゴリズムにより解かれる若しくはシミュレートされる。解法アルゴリズムは通常、ユーザにより本件の解決するべき方程式系に則して選択される。部分システムの各シミュレーションには特定の数値解法アルゴリズム（解法）が組み込まれる。ネットワーク・内ループでは関連する部分システム間でデータ依存性が生じるので、実行シーケンスに応じて並列的に又は逐次的にほどよい結合量（入力パラメータ）が補外方法により、解決されるべきマクロ時間ステップにわたり「推定」されなければならない。この補外は主要な因果律問題を解決するのに必要であり、必然的に必要な誤差をもたらす。

この必然的に結合により導入される誤差は一方では分散システムの物理応答に著しく影響を及ぼす。例えばそのような共同シミュレーションにおいて力が結合量として用いられる場合、結合誤差が、例えば異常な慣性加速により統合システム応答に直接作用する。

本発明の課題は共同シミュレーションの構成を作成し、向上させることである。

本課題は、独立請求項に従う統合システム用の共同シミュレーションを構成する方法により、及び統合システム用の共同シミュレーションを構成する装置を用いて解決され得る。

本発明の第１の態様によれば、少なくとも１つの第１の部分システムと第２の部分システムとを有する統合システム用の共同シミュレーション（統合シミュレーション）を構成する方法。第１の部分システムは、少なくとも１つの第１のパラメータ入力と少なくとも１つの第１のパラメータ出力とを有し、第１のパラメータ入力に基づいて第１のパラメータ出力が第１の解法アルゴリズムを用いて確定可能であり、第２の部分システムは少なくとも１つの第２のパラメータ入力と少なくとも１つの第２のパラメータ出力とを有する。第２のパラメータ入力に基づいて第２のパラメータ出力が第２の解法アルゴリズムを用いて確定可能である。

本方法によれば、第１の部分システムと第２の部分システムとを結合器で結合させるとともに、第１及び第２のパラメータ出力のうちのどちらが、対応する第１及び第２のパラメータ入力に対する結合量として定められているかを確定する結合ネットワークが定められる。

対応する第１及び第２の部分システムのどの第１及び第２のパラメータ出力が、他の部分システムの（例えば、他の第１及び第２の部分システムの）対応する第１及び第２のパラメータ入力に対する結合量として定められているかは、共同シミュレーションのユーザにより（場合により自動補助で、例えば「ネームマッピングで」）定められる。その結果生じる結合ネットワークの確定は、共同シミュレーションネットワーク内部の実世界における、例えば、全ての部分システム（いわゆる頂点）、そのパラメータ入力及びパラメータ出力並びにパラメータ入出力の固定された結合（辺）から構成される有向グラフにわたる物理的関連の情報技術的な取得を表す。

さらに、第１の部分システムの第１の部分システム情報（例えば、直接アクセス、入出力随時動作、瞬時周波数、シミュレーション時間等）及び第２の部分システムの第２の部分システム情報が定められる。

例えば、部分システムのパラメータ入力とパラメータ出力との間の直接アクセスが、部分システムにおいて機械的強結合の際に存在する。例えば、第１の質量の位置が、パラメータ入力により事前に与えられており、それにより、パラメータ出力としての強結合された第２の質量の位置に直接アクセスする（それとは無関係にこの過程に対する力が必要である）。例えば第１の質量の位置が変動する場合、対応して第２の質量の位置が変動する。この変動は専ら直線的に行われる必要はない。一般に直接アクセスは、式ｙ＝ｇ（ｘ）のパラメータ入力ｘとパラメータ出力ｙとの間の静的関連を記述し、ｇ（ｘ）は任意の静的写像若しくは関数を表す。例えば第１の質量の所定の位置ｘで、既定の特徴線に基づいて第２の質量の所定の位置ｙを直接得ることができる。対応する特徴線は直線的に又は例えば指数的に走ってもよい。パラメータ入力に対するパラメータ出力の対応する直接変動により直接アクセスが推定される。

入力若しくは出力随時動作は、部分システムのパラメータ入力とパラメータ出力との間の動的過程の基底の物理的規則性を表す。数学では動的過程を記述するのに微分方程式が用いられる。例えば質量ｍがパラメータ入力としての力ｆにより移動され、パラメータ出力で位置変動若しくは位置ｘの変動が得られる場合、パラメータ入力に関連するパラメータ出力の結果に基づいて、入力若しくは出力随時動作、即ち互いに対する物理的数学的関係が推定され得る。入出力随時動作は、上述の例において微分方程式ｄ^２ｘ／ｄｔ^２＝Ｆ／ｍにより記述され、パラメータ入力と関連するパラメータ出力との間の入力若しくは出力随時動作を特徴付ける。入出力随時動作がパラメータ入力とパラメータ出力とを使用して推定される場合、基底の微分方程式のパラメータ、例えば上述の例においては質量を定めることが重要である。これに関してパラメータ入力とパラメータ出力との間の関係式に基づいて、対応する随時動作若しくは入出力随時動作を定めることができる。

瞬時周波数は所定の時点での結合信号の頻度量を表す。様々な物理的効果はこの場合、様々な瞬時周波数をもたらし得る。例えば自動車の車輪が一定の速度で一定の回転数で回転する。ブレーキ操作の際に車輪回転数、従ってこのパラメータ出力若しくはパラメータ入力の瞬時周波数が減少する。加えて摩擦効果が生じる場合、結果として高周波部分が生じ、それにより瞬時周波数の著しい変動が生じる。車輪の回転数が遅延する場合、結合信号は一定の瞬時周波数を有する。車輪の回転数が例えばアンチブロックブレーキシステムの投入のために急激に減少する場合、瞬時周波数の著しい変動が確認され得る。

部分システム情報の確定は、例えば結合ネットワーク及び／又は直接アクセスのような事前に利用可能な情報と実行時間中に生成される情報との入手を含む。部分システムの実際のシミュレーション時間は取得され、入出力随時動作はシステム識別由来の方法により（例えば、再帰最小二乗法、有限差分法を通じて）、瞬時周波数は信号処理由来の方法（例えば、ヒルベルト・ファング変換）により推定され、「直接アクセス」は直接的な入出力関連（例えば、線形又は非線形関連）により求められる。

さらに、どのシーケンスにおいて第１のパラメータ出力及び第２のパラメータ出力が互いに定められるかを確定する、実行シーケンスを選択する（従って、因果律問題を解決するために、どの第１及び／又は第２のパラメータ入力を補外しなければならないかを定める）。

例えば力は第１の部分システムの第１のパラメータ入力を表し、前記部分システムは機械的慣性を示す。その結果得られた質量の位置変動は第１のパラメータ出力で利用可能であり、前記第１のパラメータ出力は、第２の部分システムの第２のパラメータ入力として設定されており、この位置変動は第２の部分システムにおいて比例して第２のパラメータ出力としての力（例えばクーロン力）になり、この第２のパラメータ出力は再び第１のパラメータ入力として設定されており、実行シーケンスは共同シミュレーションの物理応答に影響を及ぼし得る。力が補外されなければならないように実行シーケンスが選択される場合、補外誤差は質量の慣性に基づいて弱められて質量の位置変動に作用する。これとは反対に、質量の位置が補外されなければならないように実行シーケンスが選択される場合、結果として第２の部分システムにおける比例関連に基づいて、比例して強められた誤差が第２のパラメータ出力若しくは力で生じる。従って実行シーケンスは、質的な、高価値の物理的な統合システム応答に対して重要である。

さらに、因果律問題を解決するのに必要な推定の場合に、第１及び第２のパラメータ入力がマクロステップ幅の間に（即ち、結合時点間に）その方法を用いて確定可能である、補外方法が定められる。

補外方法は統合システムの物理応答に様々に影響を及ぼす。例えば質量に作用する力が０次の補外（最後に知られたものは実際の時間ステップにわたり一定に保たれる）により補外される場合、これは力若しくはパラメータ入力の階段形状曲線になる。質量の大きさに応じて、力のこの反跳はシステム応答への重大な影響を有する。大きな質量では著しい攪乱は予想されない。極めて小さな質量ではそれとは反対に質量は直接動くように促され、望ましくない振動（例えば強震動）をすることになる。「滑らかな」補外力曲線を作り出す。従って補外方法の選択は質的な、高価値の物理統合システム応答に対して重要である。

第１の部分システムと第２の部分システムとの間で対応する第１の入力パラメータと第２の入力パラメータの交換並びに第１の出力パラメータと第２の出力パラメータの交換がその時点で実行される結合時点を事前に与えるとともに、第１及び第２の入力パラメータの補外範囲を定める、マクロステップ幅が定められる。

マクロステップ幅が大きいほど、パラメータ入力は未来に向けて補外されなければならず、従って統合システムの物理応答への部分的に重大な影響を有する。例えばパラメータ入力としての力が部分システムにおける質量に加えられ、このパラメータ入力が既定のマクロステップ幅にわたり０次の補外により補外される場合、質量は時間的に遅れた励起を受ける。従ってその結果得られる質量の動的な反応は影響を受け、それは安定性の問題をもたらし得る。この場合、より小さなマクロステップ幅により時間的遅延はより小さくなり、従って場合により、統合システム応答が安定することになる。マクロステップ幅、補外方法、の選択は従って、高質、高価値の物理的な統合システム応答に対して重要である。

第１及び第２の部分システムの結合器が、結合ネットワーク、第１の部分システム情報及び第２の部分システム情報、実行シーケンス、補外方法並びにマクロステップ幅に基づいて構成され、共同シミュレーションがマクロ時間ステップの間に実行される。

部分システムは、現実のモデル（例えば、部品自身又は部品の流れモデル）を写す部分モデルを有する。モデルは、代数的及び／又は微分的関連を介して部分システムの応答を記述する。この部分モデルは、シミュレーションツール（例えば、ＣＡＤプログラム）を用いて作成され、シミュレートされる。統合システムをモデル化し、シミュレートし、従って現実の世界で統合システムの応答の真理値表記を行うことができるように、統合システムは複数の部分システムから組み立てられる。各システムは、統合システムの所定のシステム領域（流れモデル、構造モデル、温度分布）を解く。個別の部分システムは互いに対して影響を及ぼし合う。例えば所定の温度分布により、それに依存する流れモデル又は構造モデル（例えば、構造モデルの様々な変形応答）がわかる。

入力パラメータは、解法アルゴリズムがシミュレーション結果若しくは出力パラメータを定めるために入力として必要とするパラメータである。入力パラメータは例えば、解法アルゴリズムにより必要とされる温度、幾何学データ、力、回転数、周辺パラメータ（例えば、外気）、流れ等である。

解法アルゴリズム（解法）は、部分システムにおいて所望のシミュレーションを実行する。第１の解法アルゴリズム又は第２の解法アルゴリズムはその場合、同じものであってよいし、異なっていてもよい。そのうえ部分システムの個別の解法アルゴリズムは、個別の部分システムを解くのに様々な固定の又は可変のステップ幅を使用することができる。解法アルゴリズムは数値法を表し、その数値法を用いて入力パラメータ及びモデル化部分システムから出力パラメータを確定することができる。

部分システムの出力パラメータは、関連する解法アルゴリズムを用いて計算され、シミュレートされる所定値である。例えば微分方程式によりモデル化された動的変形応答を部分システムにおいてシミュレートしなければならない場合、例えばこれは、幾何学モデル形成のための幾何学値であってもよい。例えば代数的部分モデルＵ＝Ｒ＊Ｉの応力Ｕをシミュレートすることができ、式中、抵抗Ｒは部分システムにおいて内部モデルパラメータであり、Ｉは電流であり、従って入力パラメータである。別の部分システムにおいて入力パラメータＩを計算することができ、この入力パラメータはその場所では対応する出力パラメータである。

結合ネットワークは、どの部分システムがどのように互いに対して結合されなければならないかを確定する。結合ネットワークは、２つの部分システム間に結合器を形成し、第１及び第２のパラメータ出力のうちのどれが、対応する第１及び第２のパラメータ入力に対する結合量として定められているかを確定する。部分システムのパラメータ出力は、他の部分システムの複数のパラメータ入力に割り当てられてもよい。

結合器は情報を交換するために有線で又は無線で実装され得る。

部分システム情報は部分システムの情報であり、前記情報はその部分システムを特徴付ける。部分システム情報は、場合により制御及び整合され得る、又は他の部分システムとの結合により影響を受ける。部分システム情報は、以下に詳述されるように例えば直接アクセス、入出力随時動作、瞬時周波数及び／又はシミュレーション時間である。

「直接アクセス」又は「入出力随時動作」のような部分システム情報は、個別の部分システムに対して事前に利用可能であっても、周知であってもよい。例えば、追加情報の範囲内のこれらの情報は、部分システムと共に部分システム作成器（例えば、シミュレーションツール）により与えられ得る。この場合、個別の部分システムに対して部分システムを分析する際の分析費用は従って削減される。

そのうえ、どのシーケンスにおいて第１のパラメータ出力及び第２のパラメータ出力が互いに定められるかを確定する、実行シーケンスが選択される。言い換えれば、どの部分システムがいつ実行される（即ち、既定のマクロ時間ステップにわたりシミュレートされる）のかを確定する。例えば、部分システムが互いに影響し合う場合、まず所定の部分システムを実行し、それから得られた出力パラメータを、入力パラメータを補外せずに後続の部分システムに対して同じマクロ時間ステップを仮定して、使用すること（逐次実行）が有利である。実行シーケンスは、ユーザにより事前に与えられ得る及び／又は構成工程において整合され得る。

さらには、補外方法が第１及び第２のパラメータ入力がマクロステップ幅の間に（例えば、結合時点の間に）確定される。個別の第１及び第２の入力パラメータに対して様々な補外方法が使用され得る。特に実際のマクロ時間ステップに対してパラメータ入力が自由に使えない場合、出力パラメータを計算するためにこれらの値を補外し（推定し）、それに応じて補間しなければならない。例えば所定の解法アルゴリズムに対して部分システムを解くために様々な補外方法が適しているので、補外方法の適切な選択が、部分システムのシミュレーション結果に良い影響を及ぼす。

第１及び第２の部分システムの結合器が、結合ネットワーク、第１の部分システム情報及び第２の部分システム情報、実行シーケンス、補外方法並びにマクロステップ幅に基づいて構成される。２つ又は複数の部分システムの結合の際に上述の要素を考慮することにより、確認された情報に基づいて部分システムの構成を互いに対して（例えば、実行シーケンス、結合ネットワーク等）、部分システムの構成をそれ自体で（例えば、マクロステップ幅、選択、補外方法）調節する若しくは向上させることができるので、統合シミュレーションのシミュレーション結果が向上される。さらに特に整合され、向上された結合により統合シミュレーションの継続時間並びに資源消費を削減することができる。

共同シミュレーションのユーザは今日、結果として得られた統合シミュレーションを構成するという課題に直面している。構成の範囲内でユーザは、例えば部分システムの実行シーケンスを定義し、多数の結合信号（例えば、入力パラメータ又は出力パラメータ）に対して補外方法並びに関連するマクロステップ幅を事前に与えるべきである。本発明による方法を用いて、構成の際に特に部分システム情報、結合ネットワーク、実行シーケンス、補外方法及びマクロステップ幅を考慮することにより本構成は向上する。

本方法の別の例示の実施形態によれば、マクロ時間ステップ後に共同シミュレーションは終了される、又は共同シミュレーションは新たに実行される。本方法を新たに相互作用的に実行する若しくは共同シミュレートする際に、次のシミュレーションを実施する際に実行シーケンス、補外方法及びマクロステップ幅を整合させるために、シミュレーション結果、検出された部分システム情報（例えば、直接アクセス、入出力随時動作、瞬時周波数、シミュレーション時間等）及び結合ネットワーク並びに構成が使用され得る。従って、実施毎に部分システムの結合の向上された構成が実行されるので、各実施に対して共同シミュレーションの結果が最適化される。

他の励磁の実施例によれば、マクロ時間ステップの後に、部分システム分析の範囲内の結合時点で、結合結果（例えば、離散的事象、高度のシステム力学）の分析が実行され、その分析に基づいて、第１及び／又は第２の部分システムの部分システム情報、実行シーケンス、補外方法及び／又はマクロステップ幅が整合若しくは構成される。例えば、結合時点間の部分システム内のシミュレーションの間の結合信号の急峻な曲線は、不適切な実行シーケンス、不適切な補外方法（従って不適切な入力パラメータが定められた）が使用された、又はマクロステップ幅の選択が不適切であった（例えば、あまりにも大きく選択された）ことを意味する。これらの情報に基づいて共同シミュレーションを新たに実施する際に、実行シーケンスの選択及び／又は補外方法の選択及び／又はマクロステップ幅の選択が整合され得る。

部分モデルの分析の範囲において、部分システムの入力及び出力パラメータ（結合信号）が実行時間中に様々な特性に対して分析される。部分モデルの入力及び出力パラメータは例えば個別の部品において部分モデルの分析のために持ち出される。さらに、いわゆる「直接アクセス」の確定、「入出力随時動作」、部分システムのシミュレーション時間及び「周波数分析」（瞬時周波数）並びに部分システムの計算時間及び離散的事象が考慮され得る。

別の例示の実施形態によれば、部分システム情報は第１の部分システムの第１の入力パラメータと第１の出力パラメータとの間の並びに第２の部分システムの第２の入力パラメータと第２の出力パラメータとの間の入出力随時動作を有する。

個別の部分システムの全ての利用可能な入力／出力組み合わせの間の部分システムの動的特性を部分システムの入力／出力随時動作と見なす。例えば部分システムは入力と出力との間に１つの入力／出力随時動作、若しくは部分システムの追加の入力及び追加の出力又は追加の部分システムに関するものとは別の入力／出力随時動作を有し得る。部分システムのこれらの入力／出力随時動作は、ＭＩＭＯ（複数入力複数出力）システム又は入力／出力特定のＳＩＳＯ（単一入力単一出力）をデータに基づいてシステム認識するための方法により行われ得る。本部分システムの随時動作は、安定した正確な数値解を得るためにどの種類の解法アルゴリズム又はステップ幅が使用されなければならないのかを実質的に確定する。本発明による方法では部分システムの入力／出力随時動作は、実行シーケンス及び個別の補外方法を選択するのに実質的に使用される。

追加の例示の実施形態によれば、部分システム情報は第１の部分システム及び／又は第２の部分システムのシミュレーション時間を有する。例えば第１の部分システムは、（例えば、異なるマクロステップ幅を用いることにより）第２の部分システムとは異なるシミュレーション時間を有する。基本的に部分システムの個別のシミュレーション時間に応じて、共同シミュレーションの実施を向上させるために例えばマクロステップ幅又は実行シーケンスが整合され得る。

補足的に、共同シミュレーションを構成するための説明された方法及び装置が、実時間予共同シミュレーションの範囲内でも利用され得るという状況が留保される。（非実時間）共同シミュレーションとは異なり、実時間共同シミュレーションは、部分システムが実時間でシミュレート可能であり、従って既定の時点、結合時点で実時間（例えば壁時計）に則して追加使用（例えば、補外）のために存在することを必要とする。

追加の例示の実施形態によれば、部分システム情報は、各々のマクロ時間ステップに対して個別の部分システムのシミュレーションを実行するのに必要とされる計算時間を有するので、部分システムの各々のマクロ時間ステップを用いて各々の結合時点で部分システムにより必要とされる計算時間を参照して、共同シミュレーションを実時間で実行するために時間応答の整合を実行する。部分システムの各々のマクロ時間ステップを用いて各々の結合時点で部分システムにより必要とされる計算時間を参照することにより、従って共同シミュレーションを実時間で実行するための時間応答の不足を認識することができ、共同シミュレーションを実行時間中に有利に構成することにより前記不足を食い止める。例えば構成工程において、例えば部分システムが、（例えば実時間で定義される）マクロ時間ステップよりも短い計算時間を（部分システム情報として）必要とする場合が考慮され得る。この場合、構成を用いて共同シミュレーションを向上させるために、例えば部分システムの実行シーケンスが整合され得る、又は自由度のある計算容量が他の方法で組み込まれ得る。

追加の例示の実施形態によれば、部分システム情報は第１及び／又は第２の入力パラメータ並びに／若しくは第１及び／又は第２の出力パラメータの瞬時周波数を有する。

結合信号の「周波数分析」の際に、個別の結合信号がその頻度量について検査される。その検査ではいわゆる瞬時周波数の検出に絞り込まれ、前記瞬時周波数は、信号処理由来の方法により検出され得る。例えば瞬時周波数はいわゆるヒルベルト・ファング変換により確定される。

追加の例示の実施形態によれば、部分システム情報は、部分システムの第１及び／又は第２の出力パラメータへの第１及び／又は第２の入力パラメータの直接アクセスを有する。

概念「直接アクセス」は制御技術においてシステム特性を表し、システムの入力の変動は、システムの出力の変動（作用）を直接的に遅延なしでもたらす。「直接アクセス」の検出は例えば、データに基づいたシステム識別方法により行われ得る。共同シミュレーションに関連して、「直接アクセス」を用いた部分システムの組み込みは、代数ループを、従って共同シミュレーション中の困難若しくは上位の解法プロセスをもたらす。この理由から、部分システムの入力量と出力量との間に直接アクセスが存在するかの認識は関心が高く、従って続いて共同シミュレーションを自動的に構成する方法のために使用される。

追加の例示の実施形態によれば、部分システム情報は、部分システムの第１及び／又は第２の入力パラメータ並びに／若しくは第１及び／又は第２の出力パラメータの結合事象（離散事象、高次のシステム随時動作）の分析を有する。

追加の例示の実施形態によれば、マクロステップ幅を確定する工程は、第１の部分システムの第１のマクロステップ幅の確定と第２の部分システムの第２のマクロステップ幅の確定とを有する。第１のマクロステップ幅は、それぞれ第１の出力パラメータがその時点で確定可能である、第１の結合時点を事前に与え、第２のマクロステップ幅は、それぞれ第２の出力パラメータがその時点で確定可能である、第２の結合時点を事前に与える。

共同シミュレーションには、段階的に様々なマクロステップ幅にわたりシミュレートされ得る様々な部分システムが含まれている。様々なマクロステップ幅を利用することにより、個別の部分システムの様々なシミュレーション時間も生じる。

シミュレーション時間は、どれくらい長く個別の部分システムがシミュレートされたのかを記述し、例えばタイムスタンプ付きの結合信号データ（即ち、出力パラメータ）から直接取得され得る。

追加の例示の実施形態によれば、補外方法を確定する工程は、第１のパラメータ入力が第１のマクロステップ幅の間に（結合時点の間に）その方法を用いて確定可能である、第１の部分システムの第１の補外方法の確定と、第２のパラメータ入力が第２のマクロステップ幅の間に（結合時点の間に）その方法を用いて確定可能である、第２の部分システムの第２の補外方法の確定とを有する。個別の第１及び第２の入力パラメータに対して様々な補外方法が使用され得る。

本発明の追加の態様によれば、少なくとも１つの第１の部分システムと第２の部分システムとを有する統合システム用の共同シミュレーションを構成する装置が記述される。第１の部分システムは、少なくとも１つの第１のパラメータ入力と少なくとも１つの第１のパラメータ出力とを有し、第１のパラメータ入力に基づいて、第１の解法アルゴリズムを用いて第１のパラメータ出力が確定可能である。第２の部分システムは、少なくとも１つの第２のパラメータ入力と少なくとも１つの第２のパラメータ出力とを有し、第２のパラメータ入力に基づいて、第２の解法アルゴリズムを用いて第２のパラメータ出力が確定可能である。

本装置は結合ネットワークを定めるための結合ユニットを有し、前記ネットワークは第１の部分システムと第２の部分システムとを結合器で結合させ、第１及び第２のパラメータ出力のうちのどちらが、対応する第１及び第２のパラメータ入力に対する結合量として定められているかを確定する。

本装置はさらに、第１の部分システムの第１の部分システム情報（直接アクセス、入出力随時動作、瞬時周波数、シミュレーション時間、部分システムの計算時間及び離散事象）と第２の部分システムの第２の部分システム情報とを確定するための確定ユニットを有する。本装置はさらに、どのシーケンスにおいて第１のパラメータ出力及び第２のパラメータ出力が互いに定められるかを確定する、実行シーケンスを選択するための選択ユニットを有する。本装置はさらに、第１及び第２のパラメータ入力がマクロステップ幅の間に（結合時点の間に）その方法を用いて確定可能である、補外方法を確定するための補外ユニットを有する。本装置はさらに、マクロステップ幅（単数）若しくはマクロステップ幅（複数）を確定するためのステップ幅ユニットを有し、前記ステップ幅ユニットは、第１の部分システムと第２の部分システムとの間での対応する第１及び第２の入力パラメータ並びに第１及び第２の出力パラメータの交換がその時点で実行される、結合時点を事前に与える。

本装置はさらに、結合ネットワーク、第１の部分システム情報及び第２の部分システム情報、実行シーケンス、補外方法並びにマクロステップ幅に基づいて第１及び第２の部分システムの結合を構成し、第１及び第２の部分システムの共同シミュレーションを実行するための構成器を有する。

様々なユニット、特に本装置の結合ユニット、選択ユニット、補外ユニット、ステップ幅ユニット及び構成器等はそれぞれ、１つのプロセッサとして作製されてもよい。これらの又は他のユニットの任意の組み合わせ若しくは多数のユニットを共通のプロセッサとして構成することも可能である。全てのユニットは、１つの共通のプロセッサとして作製されてもよい。

追加の例示の実施形態によれば、統合システム用の共同シミュレーションを構成するためのプログラムがその内部に保存されている、コンピュータ可読記憶媒体が記述され、前記プログラムは、プロセッサにより実行される時、上述の方法を実行又は制御する。

追加の例示の実施形態によれば、統合システム用の共同シミュレーションを構成するためのプログラム要素が記述され、前記プログラム要素は、プロセッサにより実行される時、上述の方法を実行又は制御する。

要約すれば本発明は、共同シミュレーションを自動的に構成する方法を記述する。共同シミュレーションの自動構成はシミュレーション結果の質を考慮しながら行われ、要約すれば以下の知見を利用する：シミュレーションツールの実行シーケンスは、どの結合信号が補外されなければならないのかを確定する；補外誤差は、非反復共同シミュレーションの際にマクロステップ幅が大きくなるほど増加する；補外方法は、用途に応じて様々に結合に良く適している。

抽象的に且つ一般的に見れば、共同シミュレーションでは、部分システム入力と部分システム出力とを結合させることにより、アクセス不可能な部分システムが統合システムに統合される。従って共同シミュレーションを構成するのに必要とされる情報は一般に、ユーザにはアクセス可能ではない。結合ネットワークは利用可能な情報であり、どの部分システム入力がどの部分システム出力と結合されているかを記述する。一般的に利用可能な結合ネットワークと併用して、この方法では、関連する部分システムを実行時間中に分析し、それにより共同シミュレーションの自動構成のための追加情報を抽出する。

本発明による方法は追加で、使用される補外方法の詳細情報を組み立てる。特別にここでは、いわゆる「有効帯域」の導出を可能にする補外方法の数学モデルを参照する。

共同シミュレーションを自動的に構成する本発明による方法では、追加の有用な情報を自由に考慮することができる。例えばここでは、個別の部分システムをシミュレートするために下位にあり且つ使用される数値解法アルゴリズムに関する情報が引用されている。部分システムの入力量の補外により、下位にある解法アルゴリズムにおいて、例えば実行時間の損失又は数値上の問題のような望ましくない影響が生じ得る。例えば部分システムの随時動作に関する情報も考えられる。

一般に共同シミュレーションは、少なくとも２つの相互作用する部分システムから構成される。共同シミュレーション中の離散時点（結合時点）での唯一の、従って限定されたデータ交換により、結合量の補外によって因果律問題を解決することが重要である。この場合、実行シーケンスは実質的に、どの結合量（例えば、入力パラメータ）が補外されなければならないか、そのうえどの位置で結合誤差が統合システムに導入されるかを決定する。例えばこれは以下に、関連する部分システムの同じマクロ時間ステップ幅を仮定して議論される。全ての部分システムが並列で計算される場合、結合器内の全ての結合信号は既定のマクロ時間ステップにわたり補外されなければならない。これとは反対に第１の部分システムが第２の部分システム、続いて第３の部分システムの前に計算される場合、第２の結合器内の結合信号のみが、第３の部分システムと第２の部分システムとの間で各共同シミュレーション工程において補外されなければならない。

共同シミュレーションの範囲内で因果律問題を解決するために結合信号が補外される。様々な補外方法、結合誤差を補正するための包括的な措置は、実際の時点で利用可能な結合信号データを使用する。特定の適用事例のための補外方法の選択は、共同シミュレーションのユーザに任せられ得る。本発明による方法は、個別の補外方法の数学モデルを組み立て、それから導出される補外の特徴を用いる。そのような特徴の例は、個別の結合器の伝達関数から確定することができるいわゆる「有効帯域」である。マクロ時間ステップ幅は、部分システム間のデータ交換がその時点で行われる、共同シミュレーション中の離散時点（結合時点）を定義する。様々な部分システムは様々な随時動作を有することができ、そのうえ様々な補外方法が使用されるので、基本的にマクロ時間ステップ幅の様々な選択は有意である。

本発明の実施例は、コンピュータプログラム、即ちソフトウェアを用いて並びに１つ又は複数の特定の電気スイッチを用いて、即ちハードウェア（例えば、ＦＰＧＡ又はＡＳＩＣ）で、又は任意のハイブリッド形態で、即ちソフトウェア部品及びハードウェア部品を用いて実現され得る。部分システムは、例えば局所的に（様々な計算器コアにも分割される）計算器上で又は位相的に様々な計算器に分割されるネットワークでシミュレートされ得る。

ここに記載される実施例が単に本発明の可能な異なる実施形態の限定された選択であることを指摘する。個別の実施形態の特徴を適切な方法で互いに対して組み合わせることが可能であるので、当業者にはここで明示的な異なる実施形態を用いて、多数の様々な実施形態を明らかに開示されたものと見なすことができる。特に幾つかの本発明の実施形態は装置請求項で、本発明の他の実施形態は方法請求項で記載されている。しかしながら当業者には本願を教示する際に直ぐに明らかになり、他に明示しない限り、本発明の対象（単数）の種類（単数）に属する特徴の組み合わせに加えて、本発明の対象（複数）の様々な種類（複数）に属する特徴の任意の組み合わせも可能である。

以下に追加の説明のために並びに本発明のより良い理解のために、実施例が付属の図面を参照して詳しく記述される。以下に示される：
本発明の例示の実施形態に従う統合システム用の共同シミュレーションの概略図を示す。本発明による方法の例示の表記に従う枠組の流れの概略図を示す。本発明の例示の実施形態の概略図を示す。２つの結合時点間の補外の概略図を示す。

様々な図中の同一又は類似の部品は同じ参照番号を備えている。図中の表記は概略的である。

図１は、本発明の例示の実施形態に従う統合システム１００用の共同シミュレーションの概略図を示す。共同シミュレーションが、第１の部分モデル１１０、第２の部分モデル１２０及び第３の部分モデル１３０から組み立てられる。第１の部分システム１１０は、少なくとも１つの第１のパラメータ入力１１１と少なくとも１つの第１のパラメータ出力１１２とを有し、第１のパラメータ入力１１１に基づいて第１のパラメータ出力１１２が第１の解法アルゴリズム１１４を用いて確定可能である。

第２の部分システム１２０は、少なくとも１つの第２のパラメータ入力１２１と少なくとも１つの第２のパラメータ出力１２２とを有し、第２のパラメータ入力１２１に基づいて第２のパラメータ出力１２２が第２の解法アルゴリズム１２４を用いて確定可能である。

第３の部分システム１３０は、少なくとも１つの第３のパラメータ入力１３１と少なくとも１つの第３のパラメータ出力１３２とを有し、第３のパラメータ入力１３１に基づいて第２のパラメータ出力１３２が第３の解法アルゴリズム１３４を用いて確定可能である。

部分システム１１０、１２０、１３０はそれぞれ、現実のモデル（例えば、部品自体又は部品の流れモデル等）を写す部分モデルを有する。モデルは、代数的及び／又は微分的関連を介して部分システム１１０、１２０、１３０の応答を記述する。この部分モデルは、シミュレーションツール１１３、１２３、１３３を用いて作製され、シミュレートされる（例えば、ＣＡＤプログラム）。統合モデル１００をモデル化し、シミュレートし、従って統合システム１００の応答の真理値表記を実世界で行うことができるように、統合システム１００は複数の部分システム１１０、１２０、１３０から組み立てられる。各システム１１０、１２０、１３０は、統合システム１００の所定のシステム領域（流れモデル、構造モデル、温度分布）を解く。個別の部分システム１１０、１２０、１３０は互いに対して影響を及ぼし合う。例えば所定の温度分布により、それに依存する流れモデル又は構造モデル（例えば、構造モデルの様々な変形応答）がわかる。

部分システム１１０、１２０、１３０は、局所的に（様々な計算器コアにも分割される）計算器上で又は位相的に様々な計算器に分割されるネットワークでシミュレートされ得る。

入力パラメータ１１１、１２１、１３１は、解法アルゴリズム１１４、１２４、１３４が、シミュレーション結果若しくは出力パラメータ１１２、１２２、１３２を定めるために入力として必要とするパラメータである。入力パラメータ１１１、１２１、１３１は、例えば、解法アルゴリズムにより必要とされる温度、幾何学的データ、強度、力、回転数、周辺パラメータ（例えば、外部温度）、流れ等である。

解法アルゴリズム（解法）１１４、１２４、１３４は、部分システム１１０、１２０、１３０内で所望のシミュレーションを実行する。第１の解法アルゴリズム１１４又は第２の解法アルゴリズム１２４はその場合、同じであっても異なってもよい。そのうえ部分システムの個別の解法アルゴリズムは、個別の部分システムを解くのに様々な固定の又は可変のステップ幅を使用することができる。解法アルゴリズム１１４、１２４、１３４は数値法を表し、その数値法を用いて入力パラメータ１１１、１２１、１３１及びモデル化部分システム１１０、１２０、１３０から出力パラメータ１１２、１２２、１３２を確定することができる。

部分システム１１０、１２０、１３０内の出力パラメータ１１２、１２２、１３２は、解法アルゴリズム１１４、１２４、１３４を用いて計算され、シミュレートされる所定値である。マクロ時間ステップの間に出力パラメータ１１２、１２２、１３２の複数の値も確定することができる。

第１の部分システム１１０と第２の部分システム１２０との間には第１の結合器１０１が生じる。所定の結合時点で第１のパラメータ出力若しくは出力パラメータ１１２が第１の部分システム１１０により得られ、第２のパラメータ入力若しくは入力パラメータ１２１として第２の部分システム１２０に与えられる。第２の結合器１０２において、例えば第２の部分システム１２０の第２の出力パラメータが第３の部分システム１３０内の第３の入力パラメータ１３１として与えられる。

さらに部分システムは例えば、異なる部分モデル１１０、１３０から得られる複数の入力パラメータ１２１も有し得る。本例では例えば、第３の結合器１０３での第３の出力パラメータ１３２が、第２の入力パラメータ１２１として第２の部分システム１２０に与えられる。同時に第１の出力パラメータ１１２が第１の結合器１０１を介して追加の第２の入力パラメータとして部分システム１２０に与えられる。

本発明による方法に従う結合器１０１、１０２、１０３の向上した構成により、統合システム１００の共同シミュレーションが向上され得る。

図２由来の共同シミュレーションと組み合わせて、本発明による方法の例示の流れを示す。開始２００後にまず部分システム情報２０１が定められる。その場合、第１の部分システム１１０の第１の部分システム情報（例えば、直接アクセス、入出力随時動作、瞬時周波数、シミュレーション時間）及び第２の部分システム１２０の第２の部分システム情報が定められる。これらの部分システム情報２０１は、初期工程においてデータバンクから又はユーザの事前設定により持ち出される。本方法を後に繰り返し実行する場合、本方法を前に実行した時に定められた部分システム情報を持ち出すことができる。

さらに、第１の部分システム１１０と第２の部分システム１２０とを（又は多数の追加の部分システムを）結合器１０１、１０２、１０３で結合させるとともに、第１及び第２のパラメータ出力１１２、１２２のうちのどちらが、対応する第１及び第２のパラメータ入力１１１、１２１に対する結合量として定められているかを確定する結合ネットワーク２０２を定める。

次に、どのシーケンスにおいて第１のパラメータ出力１１２及び第２のパラメータ出力１２２が互いに定められるかを確定する、実行シーケンス２０３を選択し、従って因果律問題を解決するためにどの第１及び第２のパラメータ入力１２１、１３１が補外されなければならないのかを定める。

次に、第１及び第２のパラメータ入力１１２、１２２がマクロステップ幅の間に（結合時点の間に）その方法を用いて確定可能である、補外方法２０４を定める。

さらに、マクロステップ幅２０５は、第１及第２の部分システム１１０、１２０の間で対応する第１及び第２の入力パラメータ１１１、１２１の交換並びに第１及び第２の出力パラメータ１１２、１２２の交換がその時点で実行される、結合時点を事前に与える。

最後に第１及び第２の部分システム１１０、１２０の結合器１０１、１０２、１０３は、結合ネットワーク（２０２）、第１の部分システム情報及び第２の部分システム情報、実行シーケンス（２０３）、補外方法（２０４）並びにマクロステップ幅（２０５）に基づいて構成され、共同シミュレーションはマクロ時間ステップにわたり実行される。

共同シミュレーションの開始２００の後に、自由に使える情報（例えば、部分システム情報２０１）を評価する。共同シミュレーションの間に最初に自由に使える情報のために、例えばデフォルト値を使用する又は本構成ではデフォルト値を考慮しない。自由に使える情報を重ね合わせることにより、例えば実行シーケンス２０３を定めることができる。次にこれと自由に使える情報を基にして、追加の工程において適切な補外方法２０４を定める最終工程において適切なマクロステップ幅２０５を選択するので、続いて共同シミュレーションで定まっているマクロ時間ステップに対して共同シミュレーションの構成２０６が固定されている。このシミュレーション２０７の後に、即ち次の結合時点で部分システム分析２０８が行われ、これまで蓄積された部分システム情報２０１が更新される。シミュレーション工程後、共同シミュレーションの終了に到達していない（ｔ＜ｔ_終了）場合、各シミュレーション工程を有するこのプロセスは、共同シミュレーションの終了（ｔ＝ｔ_終了）に達するまで繰り返される。

図３は、（ｔ＜ｔ_終了）の間に共同シミュレーションを自動的に構成する方法の可能な技術的な切り換えを記述する。２つの部分システム１１０、１２０が、共同シミュレーションのために結合器１０１を介して結合されている構成２０６が実際に終了した後に、従ってマクロ時間ステップが計算された後に、次のシミュレーション工程２０７が行われ、新たな部分システム分析２０８が行われる。この工程では結合データ（入力パラメータ１１１、１２１、１３１及び出力パラメータ１１２、１２２、１３２）に基づいて部分システム１１０、１２０、１３０を分析し、例えば直接アクセス３０２、入出力随時動作３０４、瞬時周波数３０５及び／又はシミュレーション時間３０３のような関連情報を本構成のために抽出若しくは確定する。このデータベースから、例えば結合ネットワーク２０２及び対応する部分システム１１０、１２０、１３０の個別の解法アルゴリズム３０１（１１４、１２４、１３４）のような利用可能な追加情報と共に、実行シーケンス２０３の選択、補外方法２０４の選択及びマクロ時間ステップ幅２０５の選択が行われる。追加の工程２０６では、これらの調節を用いて共同シミュレーションを構成する（２０６）。次に例えばマクロ時間ステップを計算し（２０７）、プロセスは共同シミュレーションの終了（ｔ＝ｔ_終了）まで繰り返す。

さらに図３は情報を保存するための可能な切り換えを記述し、その切り換えは共同シミュレーションを自動的に構成するためのデータベースとして役立つ。共同シミュレーションを自動的に構成するために利用可能なデータは例えば様々なマトリクス（例えば、２０２、３０１、３０２、３０３、３０４、３０５）に保存される。例えば様々なマトリクスは、全ての関連する部分システム１１０、１２０、１３０の入出力の結合若しくは結合ネットワーク２０２、部分システム１１０、１２０、１３０の利用可能な「直接アクセス」３０２、部分システム１１０、１２０、１３０の入出力随時動作３０４、（例えば、結合器１０１、１０２、１０３内の）結合信号の瞬時周波数３０５、利用可能であれば下位にある解法アルゴリズム３０１、及び／又は部分システム１１０、１２０、１３０の実際のシミュレーション時間３０３を記述する。これらの情報は実行時間中に及び／又はシミュレーションに続いて抽出される。

マトリクスでは例えば、縦列は部分システム１１０、１２０、１３０のパラメータ入力を成し、横列は部分システム１１０、１２０、１３０のパラメータ出力を成す。

提案された本方法は、局所情報を分析し（例えば、部分システム分析）、全体情報を分析し（例えば、結合ネットワーク）、共同シミュレーションを全体的に構成するためにこれらの情報を用いる。

図４は２つの結合時点の間の補外を示す。非反復共同シミュレーションでは、関連する部分システム１１０、１２０、１３０が一度正確に各々の既定のマクロ時間ステップにわたり解かれる。実行シーケンス２０３、補外方法２０４及びマクロ時間ステップ幅２０５の選択を計算前に結合時点で定めなければならない。このマクロ時間ステップの間に例えば離散事象又は高次のシステム随時動作が生じる場合、このステップに対する共同シミュレーションはシステム応答に応じて構成されなかった。この状況は図４にグラフで示されている。図４は結合信号４０１を示し、その結合信号は部分システム１１０、１２０、１３０の解法アルゴリズム１１４、１２４、１３４のマクロ時間ステップで定義されている。

結合時点４０２で結合信号４０１は、計算されるべきマクロ時間ステップにわたり次の結合時点４０３まで、１次の補外４０４によって補外される。結合時点４０２の前の結合信号４０１の履歴からの最後の２つの値が使用される。マクロ時間ステップを計算する間、部分システム１１０、１２０、１３０において事象４０５のみが時点ｔ_ｅで生じ、それは事象４０５の時点で強い変動４０１をもたらし、従って補外曲線４０４に対して結合信号４０１が大きく逸れることになる。シミュレーションをこのマクロ時間ステップにわたり繰り返すことが考えられるが実際には有用ではなく、なぜなら例えば普及しているシミュレーションツールは大抵、前の結合時点上で部分システムシミュレーションを再設定する可能性を提供していないからである。それにもかかわらず目的に適った構成を確保するために、本発明による方法に従う自動構成の拡張を用いる。

共同シミュレーションの自動構成は、場合により非反復的性質によりその有効性の面で制限されることがある。このために、ここでは本方法の拡張として同じ共同シミュレーションの繰り返し共同シミュレーションを提案し、先行するシミュレーション曲線からの知見を用いて、それに応じて（自動的に）実行シーケンス２０３、補外方法２０４及びマクロ時間幅２０５の選択の構成を行う。本構成において行為の必要がある各位置は、既に部分システム分析２０８の履歴から知られており、上述の直線に対応して後続の共同シミュレーションのための自動構成のためにアドレス指定される。図２では、この拡張が追加の問い合わせ２１０により留保されている。問い合わせ２１０で条件「＃・条件」が満たされた場合、利用可能な結合信号と部分システム分析２０８から生成された部分システム情報に基づいて、共同シミュレーションの後に（ｔ＝ｔ_終了）再び構成が自動的に行われるユーザがこの機能を始動させる、ＡＮＤ、反復最大数に達した、ＯＲ、共同シミュレーションの所定の質に達した（論理ＯＲの前に論理ＡＮＤ）場合に、条件「＃・条件」が満たされる。

補足で、「含む」が他の要素又は工程を除外せず、「１つ（女性）」又は「１つ（男性・中性）」が多数を除外しないことを示唆する。さらに、上の実施例のうちの１つを参照して記載された特徴又は工程を、上述の他の実施例の他の特徴又は工程と組み合わせて使用することができることを示唆する。請求項中の参照番号は限定されるものと見なされるべきではない。

１００統合システム
１１０第１の部分システム
１１１第１の入力パラメータ
１１２第１の出力パラメータ
１１３第１のシミュレーションツール（ツール１）
１１４第１の解法アルゴリズム（解法１）
１２０第２の部分システム
１２１第２の入力パラメータ
１２２第２の出力パラメータ
１２３第２のシミュレーションツール（ツール２）
１２４第２の解法アルゴリズム（解法２）
１３０第３の部分システム
１３１第３の入力パラメータ
１３２第３の出力パラメータ
１３３第３のシミュレーションツール（ツール３）
１３４第３の解法アルゴリズム（解法３）
１０１第１の結合器
１０２第２の結合器
１０３第３の結合器
２００開始
２０１部分システム情報を確定する
２０２結合ネットワークを確定する
２０３実行シーケンスを選択する
２０４補外方法を確定する
２０５マクロステップ幅を確定する
２０６前記共同シミュレーションを構成する
２０７最新のシミュレーション工程
２０８分析
２０９新たな実施を決定する
２１０終了決定
２１１終了
３０１解法アルゴリズムを確定する
３０２直接アクセスを確定する
３０３シミュレーション時間を確定する
３０４入力出力随時動作を確定する
３０５瞬時周波数を確定する
４０１結合信号
４０２結合時点
４０３結合時点
４０４１次の補外
４０５事象

Claims

少なくとも１つの第１の部分システムと第２の部分システムとを有する総合システム用の共同シミュレーションを構成する方法において、
前記第１の部分システムが、少なくとも１つの第１のパラメータ入力と少なくとも１つの第１のパラメータ出力とを有し、前記第１のパラメータ入力に基づいて前記第１のパラメータ出力が第１の解法アルゴリズムを用いて確定可能であり、
前記第２の部分システムが、少なくとも１つの第２のパラメータ入力と少なくとも１つの第２のパラメータ出力とを有し、前記第２のパラメータ入力に基づいて前記第２のパラメータ出力が第２の解法アルゴリズムを用いて確定可能である、方法であって、
前記方法が
前記第１の部分システムと前記第２の部分システムとを結合器で結合させるとともに、前記第１及び第２のパラメータ出力のうちのどちらが、対応する前記第１及び第２のパラメータ入力に対する結合量として定められているかを確定する結合ネットワークを確定することと、
前記第１の部分システムの第１の部分システム情報と前記第２の部分システムの第２の部分システム情報とを確定することと、
どのシーケンスにおいて前記第１のパラメータ出力及び前記第２のパラメータ出力が互いに定められるかを確定する、実行シーケンスを選択し、第１のパラメータ入力及び第２のパラメータ入力のうちどのパラメータ入力が補外されなければならないかを定めることと、
前記第１及び第２のパラメータ入力がマクロステップ幅の間にその方法を用いて確定可能である、補外方法を確定することと、
前記第１の部分システムと前記第２の部分システムとの間で前記対応する第１及び第２の入力パラメータの交換並びに第１及び第２の出力パラメータの交換がその時点で実行される、結合時点を事前に与えるマクロステップ幅を確定することと、
前記結合ネットワーク、前記第１の部分システム情報及び第２の部分システム情報、前記実行シーケンス、並びに前記補外方法及び前記マクロステップ幅に基づいて、前記第１及び第２の部分システムの前記結合器を構成することと、共同シミュレーションをマクロ時間ステップの間に実行することとを含む、方法。
マクロ時間ステップ後に前記共同シミュレーションを終了する又は前記共同シミュレーションを新たに実行する、請求項１に記載の方法。
マクロ時間ステップの後に前記結合時点で部分システム分析を実行し、前記第１及び第２の部分システムの前記第１の部分システム情報及び前記第２の部分システム情報、並びに、前記結合ネットワークに基づいて、前記実行シーケンス、前記補外方法又は前記マクロステップ幅のうちの少なくとも１つを整合する、請求項１又は２に記載の方法。
前記第１の部分システム情報及び前記第２の部分システム情報が、前記第１の部分システムの第１の入力パラメータと第１の出力パラメータとの間に、前記第２の部分システムの第２の入力パラメータと第２の出力パラメータとの間に、並びに第３の部分システムの第３の入力パラメータと第３の出力パラメータとの間に前記第１の部分システム、前記第２の部分システム及び前記第３の部分システムの入出力随時動作を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
前記第１の部分システム情報及び前記第２の部分システム情報が、前記第１の部分システムの又は前記第２の部分システムのうちの少なくとも一方のシミュレーション時間を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
前記第１の部分システム情報及び前記第２の部分システム情報が、前記第１の入力パラメータ又は前記第２の入力パラメータのうちの少なくとも一方の瞬時周波数と、前記第１の出力パラメータ又は前記第２の出力パラメータの瞬時周波数とのうちの少なくとも１つを有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
前記第１の部分システム情報及び前記第２の部分システム情報が、前記第１の部分システム、前記第２の部分システム及び第３の部分システムの、前記第１の出力パラメータ又は前記第２の出力パラメータのうちの少なくとも一方への前記第１及び第２の入力パラメータの直接アクセスを有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
前記第１の部分システム情報及び前記第２の部分システム情報が、前記第１の部分システム又は前記第２の部分システムのうちの少なくとも１つの計算時間を有するので、前記第１の部分システム、前記第２の部分システム及び第３の部分システムのマクロ時間ステップを用いて各々の結合時点で前記第１の部分システム、前記第２の部分システム及び前記第３の部分システムにより必要とされる前記計算時間を参照して、前記共同シミュレーションを実時間で実行するために時間応答の整合を実行する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
前記第１の部分システム情報及び前記第２の部分システム情報が、前記第１の部分システム、前記第２の部分システム及び第３の部分システムの前記第１の入力パラメータ又は前記第２の入力パラメータのうちの少なくとも一方の結合事象の分析と、前記第１の出力パラメータ又は前記第２の出力パラメータのうちの少なくとも一方の結合事象の分析を有する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
前記マクロステップ幅を確定する工程が、
前記第１の部分システムの第１のマクロステップ幅を確定することと、
第１のマクロステップ幅は、前記第１の出力パラメータがその時点でそれぞれ確定可能である、第１の結合時点を事前に与え、
前記第２の部分システムの第２のマクロステップ幅を確定することと、
前記第２のマクロステップ幅は、前記第２の出力パラメータがその時点でそれぞれ確定可能である、第２の結合時点を事前に与える、を有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
前記補外方法を確定する工程が、
前記第１のマクロステップ幅の間に前記第１のパラメータ入力がその方法を用いて確定可能である、前記第１の部分システムの第１の補外方法を確定することと、
前記第２のマクロステップ幅の間に前記第２のパラメータ入力がその方法を用いて確定可能である、前記第２の部分システムの第２の補外方法を確定することとを含む、請求項１０に記載の方法。
少なくとも１つの第１の部分システムと第２の部分システムとを有する総合システム用の共同シミュレーションを構成する装置であって、
前記第１の部分システムが、少なくとも１つの第１のパラメータ入力と少なくとも１つの第１のパラメータ出力とを有し、
前記第１のパラメータ入力に基づいて前記第１のパラメータ出力が第１の解法アルゴリズムを用いて確定可能であり、
前記第２の部分システムが、少なくとも１つの第２のパラメータ入力と少なくとも１つの第２のパラメータ出力とを有し、前記第２のパラメータ入力に基づいて前記第２のパラメータ出力が第２の解法アルゴリズムを用いて確定可能であり、
前記装置が、
前記第１の部分システムと前記第２の部分システムとを結合器で結合させ、前記第１及び第２のパラメータ出力のうちのどちらが、対応する前記第１及び第２のパラメータ入力に対する結合量として定められているかを確定する結合ネットワークを確定するための結合ユニットと、
前記第１の部分システムの第１の部分システム情報及び第２の部分システムの第２の部分システム情報の確定ユニットと、
どのシーケンスにおいて前記第１のパラメータ出力及び前記第２のパラメータ出力が互いに定められるかを確定する、実行シーケンスを選択するための選択ユニットと、
マクロステップ幅の間に前記第１及び第２のパラメータ入力がその方法を用いて確定可能である、補外方法を確定するための補外ユニットと、
前記第１及び第２の部分システム間での前記対応する第１及び第２のパラメータ入力の交換並びに前記第１及び第２のパラメータ出力の交換がその時点で実行される、結合時点を事前に与える、マクロステップ幅を確定するためのステップ幅ユニットと、
前記結合ネットワーク、前記第１の部分システム情報及び第２の部分システム情報、前記実行シーケンス、前記補外方法、前記マクロステップ幅に基づいて前記第１及び第２の部分システムの結合を構成し、前記マクロステップ幅の間に前記共同シミュレーションを実行するための構成器とを有する装置。
統合システム用の共同シミュレーションを構成するためのプログラムがその内部に記憶されているコンピュータ可読記憶媒体であって、前記プログラムがプロセッサにより実施される際に請求項１から１１のいずれか一項に記載の前記方法を実施する又は制御する、コンピュータ可読記憶媒体。
プロセッサに請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法を実行させるための、プログラム。