Systemsimulation

Die Systemsimulation kann für jede Anwendung verwendet werden, die Energieübertragungen zwischen physikalischen Bereichen beinhaltet, einschließlich Mechanik, Hydraulik, Pneumatik, Elektronik und Wärme. Dies kann mit Regelalgorithmen in the Loop erweitert werden, definiert als Model (MiL), als Softwarecode (SiL) und als Physical Hardware Controller (HiL). In der Praxis wird die Systemsimulation häufig in Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Schiffs-, Schwermaschinen-, Energie-, Versorgungs- und Industriemaschinenanwendungen eingesetzt, zum Beispiel, wenn neue hybride oder elektrische Antriebsstränge oder Antriebssysteme entwickelt werden.

Die Systemsimulation bietet Mehrwert in jeder Phase des Produktlebenszyklus, nicht nur in der Produktentwicklung, sondern auch in der Betriebsphase des Produkts. In den frühen Entwurfsphasen hilft die Systemsimulation dabei, die richtigen Entscheidungen in Bezug auf Zielsetzung, frühe Konzepte und Architektur zu treffen. In den detaillierteren Konstruktionsphasen hilft die Systemsimulation dabei, die Systemleistung zu dimensionieren, zu konfigurieren und zu optimieren. In der Betriebsphase können Systemsimulationsmodelle als virtuelle Echtzeitdarstellungen des physischen Produkts dienen, wodurch zahlreiche Anwendungen freigeschaltet werden, darunter Bedienerschulung, virtuelle Erfassung, Systemüberwachung und -optimierung.

Systemsimulation ist ein Simulationsansatz, dessen Komplexität skalierbar ist. In frühen Entwurfsphasen sind oft nur begrenzte Informationen verfügbar, aber trotzdem liefert die Systemsimulation wertvolle Erkenntnisse, die helfen, die richtigen Entscheidungen über Systemkonzepte und Architekturen zu treffen. Im weiteren Entwicklungszyklus, wenn mehr Parameter und Informationen bekannt werden, steigen die Genauigkeit und der Detaillierungsgrad der Systemsimulation auf ein Niveau, auf dem ein Systemsimulationsmodell verwendet werden kann, um Regelalgorithmen zu kalibrieren und zu validieren oder um im Echtzeitbetrieb zu arbeiten und seine Verwendung auch auf den betrieblichen Teil des Systemlebenszyklus auszudehnen.

Wie bei jedem technischen Werkzeugsystem hat die Simulation eine Lernkurve, daher wird eine Schulung dringend empfohlen. Simcenter-Systemsimulationstools gelten als sehr benutzerfreundlich, mit umfangreichen Bibliotheken validierter Komponenten, einer benutzerfreundlichen grafischen Benutzeroberfläche (GUI), integrierten Apps für eine einfache Bedienung und einem großen Hilfebereich mit Dokumentation und Demo-Modellen.

Die erforderlichen Hardwarespezifikationen für die Systemsimulation sind im Vergleich zu anderen Computer-Aided Engineering (CAE) -Anwendungen, bei denen 3D-Geometrien benötigt werden, relativ begrenzt. Zum Beispiel läuft Simcenter Amesim Version 2310 auf jedem modernen 64-Bit-System und benötigt mindestens 4 GB RAM und 25 GB Festplattenspeicher. Für eine verbesserte Leistung und Parallelverarbeitung werden Systeme mit mehreren Kernen empfohlen.

Ein Systemsimulationsmodell kann als digital twin eines Multiphysiksystems betrachtet werden und kann mit der Steuerlogik verbunden werden. Das macht es zu einer ausgezeichneten Basis für weitere Entwicklungen hin zu einem xDT. Um sich für ein xDT zu qualifizieren, sollte das Systemsimulationsmodell in (fast) Echtzeit ausgeführt werden können und auf jedem zertifizierten Gerät ausgeführt werden können, ohne dass die Simulationssoftware selbst benötigt wird.