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Empresa Core Technologies

Diseño y simulación del sistema

Este campo de investigación se centra en el modelado de sistemas y componentes, el diseño y la simulación multifísica mediante IA. Se dirige a la cadena CAD/CAM y gemelos digitales para pruebas de visualización, verificación y optimización en fabricación, robótica e infraestructura energética.

¿Y si pudiéramos diseñar, probar y mejorar la automatización, la fabricación y la infraestructura energética incluso antes de que se construyeran?

Los ciclos de ingeniería tradicionales dependen en gran medida de la creación de prototipos físicos, lo que lleva a costosas iteraciones, un mayor tiempo de comercialización y cuellos de botella operacionales imprevistos. La ingeniería industrial moderna requiere ir más allá de los modelos CAD estáticos hacia entornos de simulación dinámicos y multidominio. Al combinar computación de alto rendimiento, telemetría en tiempo real y visualización espacial, las arquitecturas industriales complejas pueden validarse rigurosamente a lo largo de todo su ciclo de vida antes de la puesta en marcha física.

Lo que importa son la simulación, los gemelos digitales y las capacidades de metaverso industrial para una ingeniería más rápida, segura y sostenible.

Una imagen dividida que muestra un colorido diseño abstracto en espiral 3D y una mujer con un auricular VR y sosteniendo controladores de movimiento
Un investigador sentado en un escritorio, trabajando cuidadosamente en una computadora portátil

El diseño y simulación del sistema abarca el modelado geométrico, mecánico y funcional (CAD/CAM) con flujos de trabajo mejorados por IA y diseño generativo. Incluye diseño de producción, puesta en marcha virtual, así como (multi) física, sistema, tiempo real y cosimulación. También investigamos simulación para el training de IA física y generación de datos sintéticos.

Nuestra investigación aborda la validación, la verificación, la colaboración de diseño, la visualización AR/VR y el ciclo de vida/administración de gemelos digitales. Además, abarca la ingeniería de automatización, el modelado eléctrico y el diseño de sistemas de energía distribuida utilizando simulación multimodal, modelado de incertidumbre, optimización tecnoeconómica y flujos de trabajo agentic.

Para esto Tecnología central de la empresa, investigamos aplicaciones que cubren la mejora de las herramientas de diseño, simulación y PLM junto con simulación, datos, modelos y plataformas de administración gemelas digitales. Las áreas clave incluyen visualización, colaboración (por ejemplo, Digital Twin Composer), creación automatizada de contenido 3D y herramientas de sostenibilidad para la huella de carbono del producto, circularidad y análisis del ciclo de vida con un gemelo digital.

Otros temas son diseño de producción y productos mejorados por simulación, puesta en marcha virtual, training en modelos de base CAD/CAM, diseño de sistemas de energía multimodal y desarrollo de activos para sistemas de energía. Finalmente, nuestra investigación aborda gemelos de ciclo de vida y energía, aspectos de circularidad de la fabricación, sincronización con sistemas industriales reales e ingeniería autónoma.

Icono para diseño y simulación de sistemas
Publicaciones

Explore nuestros artículos destacados


ScenegenAgent: Generación precisa de escena industrial con agente de codificación

Publicado en: 2025 Actas de la 63ª Reunión Anual de la Asociación de Lingüística Computacional (Volumen 1: Documentos largos), páginas 17847—17875, Viena, Austria
Xiao Xia, Dan Zhang, Zibo Liao, Zhenyu Hou, Tianrui Sun, Jing Li, Ling Fu, Yuxiao Dong

Generar escenas industriales 3D con LLM es un desafío debido a los estrictos requisitos para mediciones precisas y planificación espacial. Para resolver esto, los autores presentan ScenegenAgent, un agente LLM que genera escenas industriales a través del código C#. Utiliza la planificación estructurada del diseño, la verificación y el refinamiento iterativo para satisfacer las necesidades cuantitativas exactas, lo que aumenta las tasas de éxito de LLM hasta un 81.0%. Además, los autores publican SceneInstruct, un conjunto de datos para ajustar LLM de código abierto como Llama3.1-70B para acercarse al rendimiento de GPT-4o dentro del marco. El código y los datos están disponibles públicamente.
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SiPhyr: Un marco de optimización de extremo a extremo basado en el aprendizaje para la reconfiguración dinámica de la cuadrícula

Publicado en: IEEE Transactions on Smart Grid (Volumen: 16, Número: 2, marzo de 2025)
Rabab Haider, Anuradha Annaswamy, Biswadip Dey, Amit Chakraborty

El aumento de las energías renovables, el almacenamiento y los vehículos eléctricos requieren paradigmas de toma de decisiones más rápidos para las redes de distribución. Este documento propone SiPhyr, un marco de aprendizaje automático basado en la física para la optimización de la reconfiguración de la red basada en el aprendizaje de extremo a extremo. SiPhyr optimiza la topología y los flujos de energía para reducir las pérdidas de línea, mejorar los perfiles de voltaje e impulsar la integración renovable. Para manejar variables de decisión binarias duras NP, utiliza un método de redondeo basado en la física dentro de un marco diferenciable. Esto permite a SiPhyr optimizar simultáneamente la topología y el envío de la red al tiempo que satisface las restricciones críticas para la seguridad, como se demuestra en tres cuadrículas canónicas.
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Aprovechar la flexibilidad de los prosumidores para mitigar la congestión de la red en futuras redes de distribución de energía

Publicado en: Energies 2024
Tomaselli D., Most D. y col.

La creciente adopción de sistemas fotovoltaicos (PV) detrás del metro (BTM), vehículos eléctricos (EV) y bombas de calor está causando congestión en la red de distribución. Este documento evalúa la flexibilidad de BTM utilizando un marco novedoso que combina un flujo de energía óptimo de horizonte rodante con una función de costo lineal por partes para abordar este problema sin costosas actualizaciones. Cuando se probó en un modelo de red de Schutterwald, Alemania, los resultados mostraron que el almacenamiento BTM de autoconsumo resolvió todas las violaciones de alimentación, pero solo el 35% de las violaciones de carga. Sin embargo, controlar proactivamente la carga y descarga del almacenamiento resuelve eficazmente las violaciones de carga restantes, incluso en redes casi saturadas.
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Ecuaciones diferenciales neuronales con control integrado para el modelado de procesos químicos

Publicado en: 32a Conferencia Internacional IEEE 2025 sobre Computación de Alto Rendimiento, Datos y Taller de Análisis (HiPCW)
Sumeet Rodiya, Ved Vartak, Kunal Bahuguna, Subhajit Sanfui, Ramsatish Kaluri

Las ecuaciones diferenciales neuronales son poderosas para la simulación de procesos químicos, pero su aplicación a procesos químicos controlados sigue siendo relativamente inexplorada. Este documento evalúa las ecuaciones diferenciales ordinarias neuronales (NOde) y las ecuaciones diferenciales controladas neuronales (NCDE) para modelar un sistema de biorreactor por lotes con integración de control explícita. Los autores desarrollan un marco NODE modificado que contiene entradas de control y estudios de NCDE, que incorporan rutas de control continuo mediante interpolación spline. Implementados en Diffrax para una aceleración eficiente de GPU, los marcos demuestran que los NCDE logran una precisión predictiva superior, mientras que los NODE ofrecen tiempos de training más rápidos.
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Marco multiagente que aprovecha gráficos de conocimientos para modelos de puesta en marcha virtuales

Publicado en: AUTOMATION 2026, Innovation trifft Anwendung (págs. 144-152). VDE
Max Diekmann; Jonas Nitzler; Jan Fischer; Hans-Juergen Pfisterer; Dirk Hartmann

Los modelos de puesta en marcha virtual (VCM) validan los sistemas de fabricación discretos antes de la implementación, pero construirlos requiere mucha mano de obra debido a la fragmentación de datos en herramientas como Siemens TIA Portal y NX MCD. Para abordar esto, los autores proponen un marco multiagente basado en gráficos de conocimiento. Las herramientas deterministas extraen y fusionan PLC y datos cinemáticos en una base de datos gráfica unificada. Una arquitectura de agente jerárquica ayuda entonces con la comprensión del sistema, la generación de componentes basada en scripts y el mapeo de señales entre dominios. Probado en una configuración de fabricación a escala de laboratorio, el enfoque reduce el esfuerzo de interpretación manual y agiliza la ingeniería VCM temprana.
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