Maplesoft ——来自枫叶之国的“数学家的软件”

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Maplesoft

源于滑铁卢大学研究项目,成就了强大的数学计算引擎——Maple,也是全球最优秀的三大数学和工程计算软件之一。本期文章,软见君将带您了解这家来自枫叶之国,创建于1988年的公司——Maplesoft。​

 

来自浪漫的枫叶之国,源于滑铁卢大学研究项目

Maplesoft是工程、科学和数学领域高性能软件工具的领先开发商,发展经历可以追溯到1980年,滑铁卢大学计算机科学系的教授Keith Geddes与Gaston Gonnot共同主导符号计算小组的科研项目。Keith Geddes博士作为安大略计算机代数研究中心ORCCA的首席研究员,现仍在数学计算领域开展前沿研究,而Gaston H. Gonnet则是著名的牛津英语词典电子版的创建者。

数学计算软件Maple即是项目研究成果之一。经过四十多年的发展,Maple已成为当今世界上最优秀的三大数学和工程计算软件之一(另两家是美国的mathematica和MATLAB),在数学和科学领域享有盛誉,素有“数学家的软件”之称。

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1988年,Maplesoft软件公司成立,开始面向全球销售Maple软件。参与公司创建的创始人之一David Antoon博士不仅是一位杰出的科学家和计算机科学家,还是一位成功的商业领袖。他对于数学和科学教育有着巨大的热情和投入,积极推动Maplesoft与学术界的合作,将maple推广到欧美各大学使用,为数学和科学教育提供支持。

另一位创始人Jim Cooper目前任职Maplesoft在线教育产品公司DigitalEd的CEO,据软服之家了解,Jim Cooper今年年中曾来到中国进行交流并接受采访,介绍了DigitalEd在STEM在线教育解决方案领域的技术领先性。

 

一款为科学家开发的软件,从学院走向全球商业化

Maple自1985年发布第一个商业化版本以来,逐渐扩大市场范围。随着时间的推移、技术的发展和市场需求的变化,Maple公司也不断进行产品升级和改进。

1992年,Windows系统下的Maple V Release2 (即5.2版)面世后,Maple被广泛的使用,得到越来越多的用户。

2000年之后,由于Maple由于用户界面较弱,被竞争对手抢占了大量市场份额。Maplesoft决定尝试新赛道,从科学计算走向工程建模,支持多领域系统建模仿真,这也是科学与工程计算软件的共同发展方向。

2008年,Maple推出了可以用于工程和科学领域的建模和仿真的软件MapleSim。增强了Maplesoft的产品线,提高了产品的竞争力。

2009年,Maplesoft被日本软件零售商Cybernet Systems收购,成为其全资子公司,在管理运营方面依然保留了独立性。

2018年,Maplesoft剥离了在线教育产品,成立了独立公司 DigitalEd,Jim Cooper担任CEO。 DigitalEd加强与高校、科研机构等学术界的合作,推动科研成果的应用和转化。

2020年,Maplesoft领先涉足云服务,推出了Maple Cloud,这是一个基于云计算的在线版本,可以提供更好的计算能力和存储空间,以及更方便的协作和共享功能。

 

基于数学软件不断衍生,从科学研究到工程应用

Maplesoft 的旗舰产品 Maple, 是世界上最强大的数学计算引擎。公司基于科学计算技术开发了系列产品,包括教育和研究、系统级仿真、计算管理、基于模型的系统工程的产品和解决方案。从事科学、技术、工程和数学(STEM)领域的教育工作者、工程师和研究人员都能够从中获益。

 

1. 数学软件Maple

Maple是一个基础软件和基础科研软件,以其良好的使用环境、强有力的符号计算能力、高精度的数字计算、灵活的图形显示和高效的可编程功能,获得科研人员和开发人员的青睐,在全球各国的重要大学以及工业领域都得到广泛的应用。

Maple系统内置高级技术解决建模和仿真中的数学问题,包括符号计算、任意精度数值计算、强大的Maple语言,工业领域扩展等。其中以符号计算引擎最为强大。

Maple内置超过6000个计算命令,100多个不同领域的算法函数包,覆盖几乎所有的数学领域,可以轻松分析、探索、可视化和求解数学问题。运用Maple软件可以解决微积分、解析几何、线性代数、物理、动力系统、积分和离散变换,计算方法、线性规划,金融建模、编码和密码理论,张量分析,概率统计等数学分支中的常见的计算问题。

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Maple软件主要由三部分组成:用户界面(Iris),代数运算器(kernel),外部函数库(External library),可以在较小内存的计算机上运行。Maple可以在单一文件中组合计算、文字、图形、视频、声音、和模型等。可以开发复杂算法、高级应用程序、或者计算书,并且代码更短、易于编写、易于调试、易于维护。

Maplesoft-3 Maple 

 

跟随软服之家来看看Maple还有哪些附加产品和模块:

① 全局优化工具箱Global Optimization Powered by Optimus®

② 网格计算工具箱Grid Computing

③ 量子化学工具箱Quantum Chemistry Toolbox from RDMChem

④ Simulink模型导入工具箱BlockImporter

⑤ 与Maple & MapleSim的接口工具箱ModelCenter® Plug-in for Maple and MapleSim

⑥ Maple播放器Maple Player

⑦ 微积分教学工具包Teaching Calculus with Maple: A Complete Kit

⑧ Maple 计算器(一个免费的手机app)

⑨ 文件网络部署发布工具MapleNet

 

2. 白板工具Maple Flow

Maple Flow 是一个数学工具,涵盖数学、科学和工程各个领域,包括快速求解器,内置单位跟踪,灵活的绘图等功能,可以让工程师轻松地进行头脑风暴、技术交流、开发和记录设计计算。目前已更新到2023版本。

Maple Flow 界面风格简单、自由,是一个虚拟”白板“形式的环境,当用户在改进、重新定位和开发工作时自动保持计算的实时性,可以随意移动位置,就像在用纸、自由的界面上工作和记录计算和思考。并且可以将计算结果与Maple其他软件进行数据互联并实现自动更新。

Maplesoft-4 Maple Flow

 Maple Flow在土木工程与分析计算、管道设计与分析计算、电气工程与分析计算等方面得到了深入的应用。

 

① 土木工程与分析计算

钢结构设计、钢筋混凝土设计、公路及交通设计等。

Maplesoft-5 Maple Flow

 

② 管道设计与分析计算

执行压力管道设计规范、计算压降和流量、研究管道尺寸和安装的经济性等。

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③ 电气工程与分析计算

使用传递函数和拉普拉斯变换进行电路分析、电力系统-保护系统工程、最坏情况电路分析计算等。

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3. 多学科系统级建模仿真MapleSim

MapleSim是一个适用于多领域系统的高级建模和仿真工具,建立在符号—数值混合计算技术基础之上,能够有效地处理工程系统模型(例如复杂多领域系统和控制工程中控制对象的模型),开发中涉及的各种复杂数学问题,包括复杂多领域系统、虚拟设备建模、和控制系统设计。MapleSim 数字孪生实现虚拟调试,在车辆实时模型、航空航天系统设计、重型机械仿真分析等领域得到广泛的应用。

MapleSim提供强大的基于Modelica语言的开发平台,支持 Windows/Linux/Mac 操作系统,方便用户创建和分析模型,用户也可以利用数学软件Maple将自定义数学模型转化为仿真模型,快速创建复杂的系统级模型。

Maplesoft-8 MapleSim

 MapleSim 的预定义模型库和工具箱,包括多体机械库、传动库、液压库、电气库、控制设计工具箱等。MapleSim基本版预置700多个建模元件,包含信号、控制、电子、电气、热、多体、机械、电磁、液压等不同领域。最新发布的2023版本,MapleSim CAD 工具箱新增了对 NX、Creo、Inventor 和其他 CAD 工具最新软件版本的支持。

 

4. 系统工程MapleMBSE

MapleMBSE是一款连接不同团队、跨学科信息和各类MBSE平台的工具。它基于Excel用户界面,降低了不同用户对MBSE的使用门槛,消除了工具和沟通不畅带来的障碍,让所有参与者都能够进入流程,在系统工程流程中协同工作,实现了高效的跨学科协作。

Maplesoft-9 MapleMBSE

 

MapleMBSE可以通过API实时双向连接Rhapsody, Cameo,Capella,过程集成和优化,科学计算Maple,MapleSim系统级仿真等,在不同工具之间自动转换系统,与系统模型中的信息同步,有效提高了沟通效率和设计质量。

根据IBM Research发表的研究,与直接使用标准MBSE工具执行相同任务相比,MapleMBSE可以更快地完成任务,并将错误减少了75%。软服之家看到,在Maplesoft官网展示的一个汽车变速箱系统开发案例中,使用 MapleMBSE 工具将完成典型 SysML 建模任务的时间缩短至不到 25%, 跨学科团队的生产力提高了四倍。

 

在数学和工程计算领域,高端市场覆盖率超80%

Maplesoft 的产品和服务被广泛应用于机器设计、机器人技术、航空、航天、汽车、工业自动化,以及工程和教育等领域,在全球拥有数百万用户。超过96%的世界主要高校和研究所,以及超过81%的世界财富五百强企业在使用Maple。

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据软服之家搜集到的公开信息,作为全球领先的工程科学和数学高性能软件工具开发商,Maplesoft的产品和服务已在90个国家超过8000家教育机构、研究所、实验室以及企业中广泛使用,其中包括 NASA、JPL、波音、FLSmidth、福特、谷歌、英特尔、华为、美国国家航空航天局、三星等知名企业及全球主要高校和研究所。

 

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