在高端裝備製造業向電動化、智能化、集成化深度轉型的當下，航空、航天、軌道交通、汽車、船舶等關鍵領域的核心裝備，正朝著多系統耦合、多控制器聯動的複雜架構演進。傳統單一 HIL（硬體在環）測試平台受限於單機算力、介面以及虛實適配難題，已難以滿足行業發展需求。
凱雲推出分散式 HIL 聯合模擬系統解決方案，依託自研 ETest 和 SimuRTS 產品組合，打造多機分散式協同、虛實設備無縫切換的模擬測試體系，成為推動高端裝備自主化研發的核心支撐，為複雜裝備多控制器聯合驗證提供全新解法。
一.核心邏輯：兩大自研產品，構建聯合模擬核心架構
本方案的核心，是基於凱雲自研的測試系統集成開發環境 ETest和實時模擬軟體 SimuRTS的協同工作，二者各司其職、高效聯動，搭建起分散式 HIL 聯合模擬的基礎框架。
▲ETest與SimuRTS聯合工作原理示意圖
SimuRTS：主打模型載入，搭配介面板卡實現虛擬設備搭建，同時支持硬體 / 軟體硬實時模擬，可實現微秒級甚至納秒級的高精度實時模擬，完美替代國外同類軟體。
ETest：聚焦測試用例的設計與執行，完成信號監控、激勵、採集，還能通過 API 對 SimuRTS 進行功能調度，大幅降低半實物模擬測試設備的開發難度。
二者的深度融合，讓虛擬模型與物理實體的協同模擬成為現實，為複雜裝備的全流程驗證築牢技術根基。
二.五大核心特性：直擊模擬測試行業痛點
凱雲分散式 HIL 聯合模擬系統之所以能適配高端裝備領域的嚴苛要求，核心在於其五大獨有的產品特性，精準解決傳統模擬測試的各類瓶頸問題：
1. 多源異構無縫對接
面對不同廠商、不同技術架構的子系統，系統實現跨類型、跨協議、跨格式全面兼容：既能接入真實控制器、感測器等硬體，也能載入虛擬模型；適配多種匯流排通信協議；支持 MATLAB/Simulink、Dymola 等主流建模工具的模型導入，實現物理 - 虛擬雙向高效數據交互。
2. 虛實一致精準映射
堅守 「以虛補實」 的核心價值，從模型、環境、數據三方面保障虛實設備 / 系統的一致性：虛擬模型精確映射物理實體特性，誤差控制在允許範圍；虛擬場景復刻真實物理規則；交互數據保持時序和數值保真，避免因虛擬數據失真導致誤判。
3. 高同步高效協同
基於統一時鐘基準實現微秒級時間同步，優化數據交互鏈路控制延遲，保障多子系統間嚴格的時序要求，避免時序偏差影響測試有效性。
4. 靈活擴展動態適配
採用 「核心引擎 + 插件化模塊」 的模塊化架構，新增子系統僅需添加對應插件，無需重構整個系統；支持可視化界面參數化配置，減少代碼修改；同時兼容並行測試，完美匹配高端裝備 「子系統逐步加入、功能持續擴展」 的動態集成迭代需求。
5. 數據追溯迭代優化
記錄虛擬模型狀態、物理實體反饋、交互指令等全量數據並關聯時間戳，搭配數據回放、時序分析、異常標記等可視化追溯工具，實現測試數據的完整記錄與高效追溯，讓故障原因分析、子系統協同邏輯優化有跡可循。
三.直擊行業需求痛點：適配全生命周期驗證
分散式 HIL 聯合模擬系統聚焦多控制器協同工作的複雜工業裝備體系模擬驗證，精準匹配航空、航天等高端裝備領域的核心需求，針對性解決行業長期面臨的四大痛點：
- 跨階段驗證成本高：打通模型在環（MIL）到實物驗證的鏈路，實現虛實靈活切換，避免跨階段驗證的數據偏差，減少實物設備損耗和研發周期成本；
- 極端工況驗證難：在安全可控的前提下，融合虛擬模型與部分實物設備，精準復現極端工況的多因素耦合特徵，填補虛擬與實物測試在極端場景的空白；
- 實物體系組建複雜：無需大量定製化開發配套陪測設備，兼容不同介面協議、信號類型的控制器，降低跨團隊協調與設備調試成本，提升體系搭建靈活性；
- 場景構型切換繁：支持模擬環境的快速構型切換，可根據模型標定、功能驗證、實物適配等不同階段目標，靈活調整虛實設備部署模式，滿足高頻次構型切換需求。
➤以某無人飛行器體系驗證為例
▲某無人機體系驗證場景示意圖
該方案覆蓋機身動力學、航電、飛控、機電四大核心模塊，飛控計算機、操縱台、配電等關鍵設備按需部署實物，起落架、燃油管理等採用虛擬模型，同時通過轉檯、大氣模擬器等陪測實物為航電系統提供真實物理輸入。整個驗證流程可根據階段目標靈活切換構型，有效解決多控制器耦合驗證的複雜度與成本問題，大幅提升研發效率與驗證可靠性。
四.靈活配置:按需搭建專屬模擬環境
凱雲分散式 HIL 聯合模擬系統採用軟體自研 + 硬體靈活組合的配置思路，基於 ETest 和 SimuRTS 的優秀可伸縮性，所有硬體要素數量均可擴展，用戶可根據實際模擬需求，搭建專屬的聯合模擬環境，核心配置涵蓋七大維度：
▲硬體組成要素示意圖
1.上位機：自主可控，靈活適配場景
可選擇海光、飛騰、龍芯等 CPU / 平台，搭配麒麟、統信等官方適配的操作系統，滿足自主可控要求；同時可根據使用場景，選擇移動工作站（便攜靈活）或桌面工作站（性能更優）。
2.伺服器：按需選配，應對大數據處理
當工作站無法滿足大數據量處理需求時，可配置獨立伺服器，若有自主可控要求，可參考上位機配置標準。
3.下位機：三類異構機型，混合適配需求
分為計算密集型（高級工作站 / 伺服器，適配複雜高精度模型）、I/O 密集型（可擴展工控機，滿足多介面需求）、高實時型（凱雲自研 TesterRT Box，SoC+FPGA 設計，微秒級甚至 100ns 級步長模擬），支持三類機型混合使用，適配多樣化模擬需求。
同時，下位機板卡可從凱雲 300 餘款貨架產品中任選，涵蓋模擬量 / 數字量 I/O、各類外部通信匯流排；高頻信號處理可搭配信號發生器、示波器等程式控制儀器儀錶，滿足通信、雷達、導航等相關測試需求。
▲產品硬體配置決策示意圖
4.三大網路：各司其職，可按需合併
- 協同網：連接多台下位機，建議選工業乙太網，對延遲敏感場景可選用光纖反射內存網；
- 控制網：連接上位機、伺服器與下位機，一般選用乙太網，可與協同網共用；
- 時統網：實現多模型時間同步，選用支持 IEEE1588 的工業乙太網（同步誤差小於 100μs），廣域分布場景可搭配北斗 / GPS 授時設備，亦可與其他網路合併。
5.輔助設備：定製化配置，快速集成
針對特定項目需求，可配置程式控制電源、斷連箱、調理箱等輔助設備，ETest 提供強大的協議配置工具，可實現輔助設備的快速集成。
五.行業價值：新質生產力支撐，賦能高端裝備研發
作為新質生產力的重要支持性工程技術，HIL 模擬技術的市場規模正持續擴大，而多控制器協同驗證需求已成為行業核心增長引擎。
凱雲分散式 HIL 聯合模擬系統解決方案，不僅突破了傳統 HIL 測試平台的技術瓶頸，更實現了高端裝備研發、測試、迭代全生命周期的模擬驗證覆蓋，其技術成熟度與應用深度，將直接助力各行業縮短高端裝備研發周期、提升核心競爭力，為我國高端裝備製造業的自主化、智能化發展注入強勁動力。
凱雲將持續深耕分散式模擬領域，以技術創新為核心，打造更貼合行業需求的模擬測試解決方案，與高端裝備製造領域企業攜手，共築行業發展新生態。
