Skip to main content
Deze pagina wordt weergegeven met behulp van automatische vertaling. In plaats daarvan in het Engels bekijken?
DIGITALE INDUSTRIEËN

Doorbraken op het gebied van simulatie: Siemens-Georgia Tech

Door: Virginie Maillard, hoofd onderzoek, Siemens USA

Noot van de redactie: Siemens heeft de afgelopen vijf jaar samengewerkt met Georgia Tech aan een aantal projecten, die elk een verscheidenheid aan reële waarde hebben opgeleverd voor ruimtevaart, defensie en transport.

Een belangrijk onderdeel van onze benadering van O&O is het omarmen van open innovatie in academische ecosystemen. Dit wordt geïllustreerd door onze voortdurende samenwerking met Georgia Tech, waarbij Siemens hielp bij de lancering van de Centre of Excellence voor Simulatie en Digital Twin op school.

Binnen het Aerospace Systems Design Laboratory (ASDL) van Georgia Tech werd het Center of Excellence ondersteund door een investering van $1,8 miljoen van Siemens in 2021. Ingenieurs, wetenschappers en andere onderzoekers werkten samen met studenten en afgestudeerden om data- en modelgestuurde capaciteiten te gebruiken om manieren te vinden om complexe bouw- en vervoersinfrastructuursystemen te optimaliseren.

Een belangrijk doel van dit partnerschap was om studenten voor te bereiden op het STEM-personeelsbestand van de toekomst en tegelijkertijd de rol van digitale engineering voor gebouwen te verbeteren. Veel van de modelsimulaties waren gericht op infrastructuur en mobiliteit op en rond de luchthaven van Atlanta.

De onderzoekers hebben gezamenlijk gewerkt aan het gebruik van digitale tweelingen voor het ontwerpen, verbeteren en plannen van infrastructuur in gebouwen, gemeenschappen en transport. Ze hebben ook dynamische systeem-van-systeemarchitecturen bestudeerd die zich kunnen aanpassen naarmate de omgeving evolueert, en hebben technologieën beoordeeld die verband houden met technische veerkracht, zelfherstellende systemen en de validatie en kalibratie van digitale tweelingen.

De samenwerking tussen het Aerospace Systems Design Laboratory van Georgia Tech en Siemens is een voorbeeld van een ecosysteem van uitmuntendheid: een onderzoeksinstelling die wereldwijd scoort in de lucht- en ruimtevaart-, defensie- en transportsector, met slimme onderzoekers en studenten die hun werk kunnen doen met de technologie van Siemens, waarbij gegevens, modellen en systemen gedurende de hele levenscyclus naadloos met elkaar worden verbonden.
Paolo Colombo, Wereldwijde leider op het gebied van industriële ontwikkeling, Ruimtevaart en defensie, Siemens DISW

Drie jaar simulatie-ontdekkingen: Waardegeneratie voor infrastructuur en mobiliteit

De projecten die binnen Center of Excellence zijn gecreëerd nieuwe standaarden en mogelijkheden voor het modelleren van complexe infrastructuur en mobiliteit. De ontdekkingen die Siemens en Georgia Tech de afgelopen drie jaar hebben gedaan, zullen van echte waarde zijn voor het ontwerp en de planning van infrastructuur en transport in de toekomst.

Nu onderzoekers zich concentreren op de regio van de luchthaven van Atlanta, de drukste luchthaven ter wereld, zijn ontwikkelingen op het gebied van simulatie en modellering gepositioneerd om significante resultaten in de praktijk te genereren.

Siemens en Georgia Tech hebben zeven specifieke onderzoeksprojecten uitgevoerd:

  • Opladen van elektrische voertuigen en optimalisatie van de mobiliteit via Visualization Environment (EVERMOVE):

    Het EVERMOVE-project was gericht op de strategische plaatsing van laadstations voor elektrische voertuigen (EVCS) in de Atlanta Aerotropolis voor duurzame mobiliteit op grote schaal. Het onderzoek heeft geleid tot krachtige nieuwe mogelijkheden op het gebied van veerkrachtmodellen op basis van scenario's, het voorspellen van de vraag naar luchtmobiliteit en het optimaliseren van de infrastructuur onder onzekerheid, wat heeft bijgedragen aan het creëren van een nieuwe standaard voor duurzame vervoersanalyse.

  • Geïntegreerde analyse van groene architectuur (GAIA):

    Het GAIA-project creëerde modellen van energiebelastingen om de relatie tussen vraag en

    optimaal levering voor verschillende scenario's voor het hoofdkantoor van Siemens Corporate Technology (CT) in Princeton, NJ. Het resultaat was een reeks simulaties die hebben geleid tot een beter begrip van de trends, onderlinge afhankelijkheden en robuustheid van de kostenoptimale DER-portefeuilles, simulaties die later kunnen worden gebruikt om energiesystemen ter plaatse beter te ontwerpen.

  • Energiesimulatie per uur voor technologische infusieanalyse (HESTIA):

    Het HESTIA-project was gericht op het Kendeda Living Building van Georgia Tech, een duurzaam campusgebouw dat elektriciteit kan opwekken via zonnepanelen op het dak die het overdag gebruikt. Om een optimaal gebruik van eventuele overtollige energie te bepalen, hebben de onderzoekers een precedent geschapen voor het modelleren van bouwsystemen met behulp van gevestigde en opkomende technologieën om kostenbesparingen en emissiereducties te vinden.

  • Geïntegreerde mobiliteitsomgeving voor de exploratie van duurzame infrastructuren (NEXUS):

    De belangrijkste uitdaging die NEXUS aanging, was hoe we toekomstige mobiliteitsalternatieven objectief konden beoordelen en vergelijken zonder de risico's en kosten van fysieke onderzoeken. Dit leverde een volledig interactief beslissingsondersteunend dashboard op dat in staat is om afwegingen in mobiliteitsstrategieën in realtime te visualiseren, waardoor de mogelijkheid wordt gecreëerd om de basisvervoersomstandigheden te modelleren, zodat de transportplanning kan worden verschoven van reactieve oplossingen naar proactieve optimalisatie.

  • Energiebestendige infrastructuur voor mobiliteit en energievraag (PRIMED):

    Het PRIMED-project onderzocht de voordelen van verschillende energietechnologieportefeuilles (een combinatie van DER's en energie die door het net wordt geleverd) om met laadvariabelen van voertuigen om te gaan en tegelijkertijd de capaciteit te hebben om tegelijkertijd extreme reisbehoeften en stroomuitval op te vangen. Dit leidde tot inzicht in hoe DER's de veerkracht van reisperiodes met grote aantallen kunnen verbeteren.

  • Transformatief duurzaam geïntegreerd vervoer (TRANSIT):

    Het TRANSIT-project heeft een uitgebreide methodologie ontwikkeld om vervoersnetwerken te modelleren, te simuleren en te optimaliseren die het hoofd moeten bieden aan disruptieve gebeurtenissen. Dit resulteerde in een volledig geïntegreerd interactief platform waar belanghebbenden in realtime mobiliteitsstrategieën konden vergelijken en prestatiestatistieken konden prioriteren.

  • Overgang naar Electric Resources for Resiliency and Betaalbaarheid (TERRA):

    Het TERRA-project heeft de specifieke energiebehoeften op Hartsfield Jackson Atlanta International Airport (HJAIA) gemodelleerd om nieuwe veerkrachtdoelstellingen te kwantificeren. Dit resulteerde in een origineel model voor het onderzoeken van de afwegingen tussen het prioriteren van verschillende kritieke belastingen tijdens een storing.

Onze samenwerkingsprojecten binnen het Georgia Tech Center of Excellence hebben Siemens aanzienlijke waarde opgeleverd. Door deze inspanningen heeft Siemens verder onderzoek en ontwikkeling versneld op het gebied van ventilatie van gebouwen, binnenluchtkwaliteit, crowd management en optimalisatie van de infrastructuur — capaciteiten die steeds belangrijker worden in de snel evoluerende gebouwde omgevingen en het transport van vandaag. Deze innovaties zullen Siemens helpen om complexe uitdagingen op het gebied van energie-efficiëntie, veerkracht en volksgezondheid aan te pakken, en tegelijkertijd zijn leiderschap op het gebied van digital twin- en simulatietechnologieën te versterken.

„Nu nieuwe technologieën in ongekend snel tempo worden geïntroduceerd, hangt de toekomst van lucht- en ruimtevaart en defensie steeds meer af van het vermogen om een ecosysteem van uitmuntendheid te creëren en te onderhouden”, aldus Paolo Colombo Global Industry Development Lead, Aerospace & Defense, Siemens Digital Industries Software (DISW). „De samenwerking tussen de ASDL en Siemens is daar een perfect voorbeeld van: een onderzoeksinstelling die wereldwijd scoort in de lucht- en ruimtevaart-, defensie- en transportsector, met slimme onderzoekers en studenten die hun werk kunnen doen met de technologie van Siemens, waarbij gegevens, modellen en systemen gedurende de hele levenscyclus naadloos met elkaar worden verbonden.”

Siemens-Georgia Tech Partnership Infographic

Met name de expertise en technologische vooruitgang die via deze projecten zijn ontwikkeld, hebben ertoe bijgedragen dat Siemens deel heeft uitgemaakt van twee teams die zijn toegekend door het Advanced Research Projects Agency for Health (ARPA-H) Building Resilient Environments for Air and Total Health (BREATHE) -programma. Dit prestigieuze programma, gefinancierd door ARPA-H, ondersteunt baanbrekend onderzoek om de luchtkwaliteit binnenshuis te verbeteren en de gezondheidsresultaten in gedeelde ruimtes te verbeteren. De betrokkenheid van Siemens — naast toonaangevende organisaties zoals Mayo Clinic en SafeTraces — toont onze groeiende invloed en toegang tot de groeiende markt voor gezondheidszorg en gebouwde omgeving aan. De erkenning door ARPA-H onderstreept hoe het onderzoek van het Centrum zich heeft vertaald in een impact in de echte wereld, waardoor Siemens nieuwe mogelijkheden heeft geopend om innovatieve oplossingen te leveren die een gezondere, veerkrachtigere omgeving bevorderen.

De infographic downloaden

Hernieuwde focus op samenwerking: Modellering van de toekomst door middel van AI-gegevensbeheer

De samenwerking van Siemens met Georgia Tech richt zich op de exponentiële groei van technische simulatiegegevens, wat de noodzaak van efficiënte kennisontdekking en -hergebruik benadrukt. Het handmatig taggen van digitale artefacten met metagegevens, zoals CAD-/CAE-bestanden en simulatierapporten, is arbeidsintensief en foutgevoelig, waardoor geautomatiseerde oplossingen essentieel zijn. Siemens en Georgia Tech streven samen naar gegevensbeheer op basis van AI om de verzameling van metagegevens te automatiseren, met als doel de modelgebaseerde representatie, simulatie en integratie met bestaande PLM-omgevingen te verbeteren.

Onze onderzoeksinspanningen bij Georgia Tech — een van de belangrijkste universiteiten in het wereldwijde Siemens Research and Innovation Ecosystem-programma—onderstrepen onze gezamenlijke toewijding aan innovatie en tegelijkertijd het personeel van morgen voorbereiden. De jonge onderzoekers die betrokken zijn bij deze geavanceerde projecten zullen de hoogtechnologische vernieuwers van de komende decennia zijn.

Gepubliceerd: 4 februari 2026