從家用電器到工業設備，從電動玩具到艦船飛機，我們身邊充滿著各式各樣的機電產品。機電一體化技術不是機械技術、微電子技術、信息技術的簡單組合和拼湊，而是機械動力、電力電子、自動控制、軟件信息等技術有機結合的系統集成與融合。

隨著各學科技術的發展，機電一體化多學科系統目前正朝著高性能、高可靠、高集成、高智能的方向發展，而與此同時也帶來了技術領域嚴峻的挑戰。高性能意味著精度提升和功率增大，隨之而來的是棘手的功耗和散熱問題；高集成意味著更小尺寸，這對EMC/EMI問題帶來更大挑戰；高智能意味著控制算法和代碼的完善，但同時也表示對軟件代碼復雜度和安全可靠性有更高要求。

機電產品生產廠家面臨的挑戰卻不止于此，更有同行競爭者帶來的壓力，所以必須縮短研發周期、降低產品成本和提高產品性能。隨著計算機技術和仿真技術的發展，仿真模型能夠實現對實際產品的高保真度，減少了對產品的迭代設計周期，在仿真中優化產品設計，降低產品成本的同時提升產品的性能。

機電一體化多學科系統仿真技術的發展，更是解決了各專業學科協同性在產品仿真中的問題，提高了對復雜機電產品性能分析的效率，為機電一體化系統的改進設計提供技術支持與效果分析。

對于機電一體化多學科系統所面臨的技術挑戰，Ansys提供了完整的解決方案。針對機電產品中的各部件，Ansys各學科仿真工具能夠提供準確的3D仿真模型，并通過領先的降階模型技術（ROM），將部件模型添加到系統仿真工具中，同時Ansys支持Modelica與VHDL-AMS等多學科建模語言，用以搭建仿真系統。場路協同仿真的方法既保證了部件模型的高精度，又滿足了系統仿真的快速性要求。

電驅動系統作為電動汽車的核心技術之一，主要包括動力輸出的驅動電機、電能變換的功率變換器（逆變器）以及實現控制算法的控制系統。

• 驅動電機模型建模

• 半導體器件特征化建模

• 驅動電路模型搭建

• 電纜模型建模

• 寄生參數抽取

• 驅動負載建模

• 控制算法實現

由機電慣性器件為核心組成的機電慣性儀表與系統是海陸空天各裝備導航制導的核心系統，在深空探測、海洋開發、機器人、無人機等民用領域也至關重要。

• 力矩發生器

• 陀螺電機

• 角度/位置傳感器

• 陀螺儀

• 線纜線束布局設計

工業機器人是廣泛用于工業領域的多關節機械手或多自由度的機器裝置，具有一定的自動性，可依靠自身的動力能源和控制能力實現各種工業加工制造功能。

• 機械結構系統

• 驅動系統

• 感知系統

• 控制系統

• 機器人-環境交互系統

• 人機交互系統

更高精度和更快速的多學科協同仿真

為了方便用戶快速構建機電一體化多學科系統，Ansys Twin Builder將多域系統建模器的強大功能與廣泛的0D應用程序特定庫、3D 物理求解器和 ROM 功能相結合，既保證模型的高精度，同時保證系統仿真的快速性，完成多學科信息的交互仿真。

Ansys在機電一體化多學科系統的解決方案能建立無限接近物理實際的機電系統，對系統中的電磁設備、執行機構、互聯機構、控制算法、代碼安全性進行全面的設計、仿真和分析，在搭建機電系統之前對整個系統進行性能分析與優化。此外可以將系統模型與實際物理系統進行數據信息傳遞，搭建機電系統的數字孿生體 (Digital Twin) ，進而進行預測性維護。