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INDUSTRIES NUMÉRIQUES

Percées dans la simulation : Siemens-Georgia Tech

Par : Virginie Maillard, responsable de la recherche, Siemens USA

Note de l'éditeur : Siemens a collaboré avec Georgia Tech sur un certain nombre de projets au cours des cinq dernières années, chacun offrant une variété de valeur réelle pour l'aérospatiale, la défense et le transport.

Une partie essentielle de notre approche de la R&D consiste à adopter l'innovation ouverte dans les ecosystems universitaires. Ceci est illustré par notre partenariat continu avec Georgia Tech, où Siemens a aidé à lancer le Centre d'excellence pour la simulation et le Digital Twin à l'école.

Au sein du Laboratoire de conception de systèmes aérospatiaux (ASDL) de Georgia Tech, le Centre d'excellence a été soutenu par un investissement de 1,8 million de dollars de Siemens en 2021. Des ingénieurs, des scientifiques et d'autres chercheurs ont travaillé avec des étudiants de premier cycle et des cycles supérieurs pour utiliser les capacités pilotées par les données et les modèles afin de trouver des moyens d'optimiser les systèmes complexes d'infrastructure de bâtiment et de transport.

Un objectif clé de ce partenariat a été de préparer les étudiants à entrer dans la main-d'œuvre STEM de demain tout en améliorant le rôle de l'ingénierie numérique pour les bâtiments. Une grande partie des simulations de modélisation se sont concentrées sur l'infrastructure et la mobilité dans et autour de l'aéroport d'Atlanta.

Les chercheurs ont collectivement travaillé sur l'utilisation de jumeaux numériques pour concevoir, améliorer et planifier des infrastructures dans les bâtiments, les communautés et les transports. Ils ont également étudié des architectures de systèmes dynamiques qui peuvent s'adapter à mesure que les environnements évoluent, et évalué les technologies liées à la résilience technique, aux systèmes d'auto-guérison, et à la validation et à l'étalonnage des jumeaux numériques.

Le partenariat entre le laboratoire de conception de systèmes aérospatiaux de Georgia Tech et Siemens illustre un ecosystem d'excellence : une institution de recherche classée mondialement dans les secteurs de l'aérospatiale, de la défense et des transports, avec des chercheurs et des étudiants brillants capables de faire leur travail avec la technologie Siemens, en connectant de manière transparente les données, les modèles et les systèmes tout au long du cycle de vie.
Paolo Colombo, Responsable mondial du développement de l'industrie, Aérospatiale et défense, Siemens DISW

Trois ans de découvertes par simulation : Génération de valeur pour l'infrastructure et la mobilité

Les projets au sein du Centre d'Excellence créés nouvelles normes et capacités pour la modélisation des infrastructures complexes et de la mobilité. Les découvertes que Siemens et Georgia Tech ont faites au cours des trois dernières années apporteront une réelle valeur à la conception et à la planification futures des infrastructures et des transports.

Avec des chercheurs qui se concentrent sur la région de l'aéroport d'Atlanta — l'aéroport le plus achalandé au monde — les progrès de la simulation et de la modélisation sont positionnés pour générer des résultats significatifs dans le monde réel.

Siemens et Georgia Tech se sont engagés dans sept projets de recherche spécifiques :

  • Recharge des véhicules électriques et optimisation de la mobilité via l'environnement Visualization (EVERMOVE) :

    Le projet EVERMOVE s'est concentré sur le placement stratégique de bornes de recharge pour véhicules électriques (EVCS) au sein de l'Atlanta Aerotropolis pour une mobilité durable à grande échelle. La recherche a dérivé de nouvelles capacités puissantes dans la modélisation de la résilience basée sur des scénarios, la prévision de la demande de mobilité aérienne et l'optimisation des infrastructures dans l'incertitude, aidant à créer une nouvelle norme pour l'analyse du transport durable.

  • Analyse intégrée de l'architecture verte (GAIA) :

    Le projet GAIA a créé des modèles de charges énergétiques pour explorer la relation entre la demande et

    optimal fournir une variété de scénarios pour le siège social de Siemens Corporate Technology (CT) à Princeton, New Jersey. Le résultat a été un ensemble de simulations qui ont permis de mieux comprendre les tendances, les interdépendances et la robustesse des portefeuilles DER à coût optimal, des simulations qui pourraient ensuite être utilisées pour mieux concevoir des systèmes énergétiques sur site.

  • Simulation énergétique horaire pour l'analyse de perfusion technologique (HESTIA) :

    Le projet HESTIA s'est concentré sur le Kendeda Living Building de Georgia Tech, un bâtiment de campus durable qui peut générer de l'énergie électrique via des panneaux solaires sur le toit qu'il utilise pendant la journée. Pour déterminer l'utilisation optimale de tout excédent d'énergie, les chercheurs ont établi un précédent pour la modélisation des systèmes de bâtiments à l'aide de technologies établies et émergentes pour trouver des économies de coûts et des réductions d'émissions.

  • Environnement de mobilité intégrée pour l'exploration d'infrastructures durables (NEXUS) :

    Le principal défi abordé par NEXUS était de savoir comment évaluer et comparer objectivement les futures alternatives de mobilité sans encourir les risques et les coûts des essais physiques. Cela a produit un tableau de bord d'aide à la décision entièrement interactif capable de visualiser les compromis dans les stratégies de mobilité en temps réel, créant la capacité de modéliser les conditions de transport de base qui aideront à faire passer la planification des transports des correctifs réactifs à l'optimisation proactive.

  • Infrastructure résiliente à l'énergie pour la mobilité et la demande d'énergie (PRIMED) :

    Le projet PRIMED a examiné les avantages de différents portefeuilles de technologies énergétiques (un mélange de DER et d'énergie fournie par le réseau) pour gérer les variables de charge des véhicules tout en ayant la capacité d'absorber simultanément une demande de déplacement extrême et des pannes de réseau. Cela a permis de comprendre comment les DER peuvent améliorer la résilience des périodes de voyage à volume élevé.

  • Transport intégré durable transformateur (TRANSIT) :

    Le projet TRANSIT a construit une méthodologie complète pour modéliser, simuler et optimiser les réseaux de transport confrontés à des événements perturbateurs. Cela a abouti à une plateforme interactive entièrement intégrée où les parties prenantes pourraient comparer les stratégies de mobilité et hiérarchiser les métriques de performance en temps réel.

  • Transition vers les Resources électriques pour la résilience et l'abordabilité (TERRA) :

    Le projet TERRA a modélisé les demandes d'énergie spécifiques à l'aéroport international Hartsfield Jackson d'Atlanta (HJAIA) pour quantifier de nouveaux objectifs de résilience. Cela a abouti à un modèle original pour examiner les compromis entre la priorisation de différentes charges critiques lors d'une panne.

Nos projets collaboratifs au sein du Georgia Tech Center of Excellence ont fourni une valeur significative à Siemens. Grâce à ces efforts, Siemens a accéléré la recherche et le développement pour la ventilation des bâtiments, la qualité de l'air intérieur, la gestion des foules et l'optimisation des infrastructures — des capacités qui sont de plus en plus essentielles dans les environnements bâtis et les transports en évolution rapide d'aujourd'hui. Ces innovations aideront Siemens à relever des défis complexes en matière d'efficacité énergétique, de résilience et de santé publique, tout en renforçant son leadership dans les technologies digital twin jumelées et de simulation.

« Avec les nouvelles technologies lancées à un rythme sans précédent, l'avenir de l'aérospatiale et de la défense dépend de plus en plus de la capacité de créer et de maintenir un ecosystem d'excellence », a déclaré Paolo Colombo, responsable du développement industriel mondial, Aérospatiale et défense, Siemens Digital Industries Software (DISW). « Le partenariat entre l'ASDL et Siemens en est un exemple parfait : une institution de recherche classée à l'échelle mondiale dans les secteurs de l'aérospatiale, de la défense et des transports, avec des chercheurs et des étudiants brillants capables de faire leur travail avec la technologie Siemens, en connectant de manière transparente les données, les modèles et les systèmes tout au long du cycle de vie. »

Siemens-Georgia Tech Partnership Infographic

Notamment, l'expertise et les avancées technologiques développées dans le cadre de ces projets ont contribué à ce que Siemens fasse partie de deux équipes récompensées par le programme Breathe (Advanced Research Projects Agency for Health) Building Resilient Environments for Air and Total Health (ARPA-H). Ce programme prestigieux, financé par ARPA-H, soutient la recherche pionnière pour améliorer la qualité de l'air intérieur et améliorer les résultats de santé dans les espaces partagés. L'implication de Siemens — aux côtés d'organisations de premier plan telles que Mayo Clinic et SafeTraces — démontre notre influence croissante et notre accès au marché en expansion de la santé et de l'environnement bâti. La reconnaissance par ARPA-H souligne comment les recherches du Centre se sont traduites par un impact réel, ouvrant de nouvelles voies à Siemens pour fournir des solutions innovantes qui favorisent des environnements plus sains et plus résilients.

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Focus renouvelé sur la collaboration : Modélisation future grâce à la conservation des données d'IA

Le partenariat de Siemens avec Georgia Tech traite de la croissance exponentielle des données de simulation d'ingénierie, ce qui met en évidence la nécessité d'une découverte et d'une réutilisation efficaces des connaissances. Le marquage manuel des métadonnées des artefacts numériques, tels que les fichiers CAO et les rapports de simulation, nécessite beaucoup de main-d'œuvre et est sujet aux erreurs, ce qui rend les solutions automatisées essentielles. Ensemble, Siemens et Georgia Tech poursuivent la curation des données basée sur l'IA pour automatiser la collecte de métadonnées, dans le but d'améliorer la représentation basée sur les modèles, la simulation et l'intégration avec les environnements PLM existants.

Nos efforts de recherche chez Georgia Tech—L'un des principaux universités dans le programme mondial Siemens Research and Innovation Ecosystem— souligner notre engagement commun envers l'innovation tout en préparant simultanément la main-d'œuvre de demain. Les jeunes chercheurs impliqués dans ces projets de pointe seront les innovateurs de haute technologie des prochaines décennies.

Publié : 4 février 2026