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Edificio amministrativo del campus Georgia Tech
INDUSTRIE DIGITALI

Innovazioni nella simulazione: Siemens-Georgia Tech

Di: Virginie Maillard, responsabile della ricerca, Siemens USA

Nota del redattore: Siemens ha collaborato con Georgia Tech su una serie di progetti negli ultimi cinque anni, ognuno dei quali offre una varietà di valore reale per l'aerospazio, la difesa e i trasporti.

Una parte fondamentale del nostro approccio alla ricerca e sviluppo è l'adozione dell'innovazione aperta negli ecosistemi accademici. Ciò è esemplificato dalla nostra continua collaborazione con Georgia Tech, dove Siemens ha contribuito a lanciare il Centro di eccellenza per la simulazione e il Digital Twin a scuola.

All'interno dell'Aerospace Systems Design Laboratory (ASDL) di Georgia Tech, il Center of Excellence è stato sostenuto da un investimento di 1,8 milioni di dollari da parte di Siemens nel 2021. Ingegneri, scienziati e altri ricercatori hanno lavorato con studenti universitari e laureati per utilizzare funzionalità basate su dati e modelli per capire come ottimizzare sistemi complessi di infrastrutture edili e di trasporto.

Un obiettivo chiave di questa partnership è stato preparare gli studenti a entrare nella forza lavoro STEM del futuro, migliorando al contempo il ruolo dell'ingegneria digitale per gli edifici. Gran parte delle simulazioni di modellazione si sono concentrate sull'infrastruttura e sulla mobilità all'interno e nei dintorni dell'aeroporto di Atlanta.

I ricercatori hanno lavorato collettivamente sull'uso dei gemelli digitali per progettare, migliorare e pianificare le infrastrutture negli edifici, nelle comunità e nei trasporti. Hanno anche studiato architetture dinamiche di sistemi in grado di adattarsi all'evoluzione degli ambienti e hanno valutato le tecnologie relative alla resilienza ingegneristica, ai sistemi di autoriparazione e alla convalida e calibrazione dei gemelli digitali.

La partnership tra l'Aerospace Systems Design Laboratory di Georgia Tech e Siemens esemplifica un ecosistema di eccellenza: un istituto di ricerca che si posiziona a livello globale nei settori aerospaziale, della difesa e dei trasporti, con ricercatori e studenti brillanti in grado di svolgere il loro lavoro con la tecnologia Siemens, collegando senza problemi dati, modelli e sistemi durante l'intero ciclo di vita.
Paolo Colombo, Responsabile globale dello sviluppo del settore, Aerospazio e difesa, Siemens DISW

Tre anni di scoperte in simulazione: generazione di valore per infrastrutture e mobilità

I progetti all'interno del Centro di Eccellenza creati nuovi standard e funzionalità per la modellazione di infrastrutture e mobilità complesse. Le scoperte fatte da Siemens e Georgia Tech negli ultimi tre anni apporteranno un valore reale alla progettazione e pianificazione delle infrastrutture e dei trasporti del futuro.

Con i ricercatori concentrati sulla regione dell'aeroporto di Atlanta, l'aeroporto più trafficato del mondo, i progressi nella simulazione e nella modellazione sono posizionati per generare risultati significativi nel mondo reale.

Siemens e Georgia Tech si sono impegnate in sette progetti di ricerca specifici:

  • Ricarica dei veicoli elettrici e ottimizzazione della mobilità tramite Visualization Environment (EVERMOVE):

    Il progetto EVERMOVE si è concentrato sul posizionamento strategico delle stazioni di ricarica per veicoli elettrici (EVCS) all'interno dell'Aerotropolis di Atlanta per una mobilità sostenibile su larga scala. La ricerca ha derivato nuove potenti funzionalità nella modellazione della resilienza basata su scenari, nella previsione della domanda di mobilità aerea e nell'ottimizzazione delle infrastrutture in condizioni di incertezza, contribuendo a creare un nuovo standard per l'analisi del trasporto sostenibile.

  • Analisi integrata dell'architettura verde (GAIA):

    Il progetto GAIA ha creato modelli di carichi energetici per esplorare la relazione tra domanda e

    ottimale fornitura per una varietà di scenari per la sede centrale di Siemens Corporate Technology (CT) a Princeton, NJ. Il risultato è stato una serie di simulazioni che hanno portato a una migliore comprensione delle tendenze, delle interdipendenze e della robustezza dei portafogli DER ottimali in termini di costi, simulazioni che potrebbero essere successivamente utilizzate per progettare meglio i sistemi energetici in loco.

  • Simulazione energetica oraria per l'analisi delle infusioni tecnologiche (HESTIA):

    Il progetto HESTIA si è concentrato sul Kendeda Living Building della Georgia Tech, un edificio universitario sostenibile in grado di generare energia elettrica tramite pannelli solari sul tetto che utilizza durante il giorno. Per capire l'uso ottimale di qualsiasi energia in eccesso, i ricercatori hanno stabilito un precedente per la modellazione dei sistemi di costruzione utilizzando tecnologie consolidate ed emergenti per trovare risparmi sui costi e riduzioni delle emissioni.

  • Ambiente di mobilità integrata per l'esplorazione di infrastrutture sostenibili (NEXUS):

    La sfida principale affrontata da NEXUS è stata come valutare e confrontare oggettivamente le future alternative di mobilità senza incorrere nei rischi e nei costi delle prove fisiche. Ciò ha prodotto un dashboard di supporto decisionale completamente interattivo in grado di visualizzare i compromessi nelle strategie di mobilità in tempo reale, creando la capacità di modellare le condizioni di trasporto di base che aiuteranno a spostare la pianificazione dei trasporti da correzioni reattive a ottimizzazione proattiva.

  • Infrastruttura resiliente all'energia per la mobilità e la domanda di energia (PRIMED):

    Il progetto PRIMED ha esaminato i vantaggi di diversi portafogli di tecnologie energetiche (un mix di DER ed energia fornita dalla rete) per gestire le variabili di ricarica dei veicoli pur avendo la capacità di assorbire simultaneamente la domanda di viaggio estrema e le interruzioni della rete. Ciò ha portato a comprendere come i DER possono migliorare la resilienza dei periodi di viaggio ad alto volume.

  • Trasporto integrato sostenibile trasformativo (TRANSIT):

    Il progetto TRANSIT ha creato una metodologia completa per modellare, simulare e ottimizzare le reti di trasporto di fronte a eventi dirompenti. Ciò ha portato a una piattaforma interattiva completamente integrata in cui le parti interessate potevano confrontare le strategie di mobilità e dare priorità alle metriche delle prestazioni in tempo reale.

  • Transizione a Electric Resources for Resiliency and Affordability (TERRA):

    Il progetto TERRA ha modellato il fabbisogno energetico specifico all'aeroporto internazionale Hartsfield Jackson di Atlanta (HJAIA) per quantificare i nuovi obiettivi di resilienza. Ciò ha portato a un modello originale per esaminare i compromessi tra la priorità dei diversi carichi critici durante un'interruzione.

I nostri progetti di collaborazione all'interno del Georgia Tech Center of Excellence hanno apportato un valore significativo a Siemens. Grazie a questi sforzi, Siemens ha accelerato ulteriormente la ricerca e lo sviluppo per la ventilazione degli edifici, la qualità dell'aria interna, la gestione della folla e l'ottimizzazione delle infrastrutture, funzionalità che sono sempre più critiche negli ambienti edificati e nei trasporti di oggi in rapida evoluzione. Queste innovazioni aiuteranno Siemens ad affrontare sfide complesse in materia di efficienza energetica, resilienza e salute pubblica, rafforzando al contempo la sua leadership nei digital twin e nelle tecnologie di simulazione.

«Con le nuove tecnologie rilasciate a un ritmo senza precedenti, il futuro del settore aerospaziale e della difesa dipende sempre di più dalla capacità di creare e mantenere un ecosistema di eccellenza», ha dichiarato Paolo Colombo Global Industry Development Lead, Aerospace & Defense, Siemens Digital Industries Software (DISW). «La partnership tra ASDL e Siemens lo esemplifica alla perfezione: un istituto di ricerca che si posiziona a livello globale nei settori aerospaziale, della difesa e dei trasporti, con ricercatori e studenti brillanti in grado di svolgere il loro lavoro con la tecnologia Siemens, collegando senza problemi dati, modelli e sistemi durante l'intero ciclo di vita».

Siemens-Georgia Tech Partnership Infographic

In particolare, l'esperienza e i progressi tecnologici sviluppati attraverso questi progetti hanno contribuito a far parte di Siemens in due team premiati dal programma Advanced Research Projects Agency for Health (ARPA-H) Building Resilient Environments for Air and Total Health (BREATHE). Questo prestigioso programma, finanziato dall'ARPA-H, sostiene una ricerca pionieristica per migliorare la qualità dell'aria interna e migliorare i risultati sanitari negli spazi condivisi. Il coinvolgimento di Siemens, insieme a organizzazioni leader come Mayo Clinic e SafeTraces, dimostra la nostra crescente influenza e accesso al mercato in espansione della salute e dell'ambiente costruito. Il riconoscimento da parte dell'ARPA-H sottolinea come la ricerca del Centro si sia tradotta in un impatto reale, aprendo nuove strade a Siemens per fornire soluzioni innovative che promuovano ambienti più sani e resilienti.

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Rinnovato focus sulla collaborazione: modellazione futura attraverso la cura dei dati tramite intelligenza artificiale

La partnership di Siemens con Georgia Tech affronta la crescita esponenziale dei dati di simulazione ingegneristica, il che evidenzia la necessità di una scoperta e un riutilizzo efficienti delle conoscenze. L'etichettatura manuale dei metadati degli artefatti digitali, come i file CAD/CAE e i report di simulazione, è laboriosa e soggetta a errori, il che rende essenziali le soluzioni automatizzate. Insieme, Siemens e Georgia Tech stanno perseguendo la cura dei dati basata sull'intelligenza artificiale per automatizzare la raccolta dei metadati, con l'obiettivo di migliorare la rappresentazione, la simulazione e l'integrazione basate su modelli con gli ambienti PLM esistenti.

I nostri sforzi di ricerca presso Georgia Tech, uno dei principali università del programma globale Siemens Research and Innovation Ecosystem—sottolineare il nostro impegno congiunto per l'innovazione e allo stesso tempo preparare la forza lavoro di domani. I giovani ricercatori coinvolti in questi progetti all'avanguardia saranno gli innovatori high-tech dei prossimi decenni.

Pubblicato: 4 febbraio 2026