Simulatie van het systeem

Systeemsimulatie kan worden gebruikt voor elke toepassing waarbij sprake is van energieoverdracht tussen fysieke domeinen, waaronder mechanica, hydraulica, pneumatiek, elektronica en thermisch. Dit kan worden uitgebreid met besturingsalgoritmen in de loop, gedefinieerd als model (MiL), als softwarecode (SiL) en als fysieke hardwarecontroller (HiL). In de praktijk wordt systeemsimulatie vaak gebruikt in toepassingen voor auto's, ruimtevaart, scheepvaart, zwaar materieel, energie, nutsvoorzieningen en industriële machines, bijvoorbeeld wanneer nieuwe hybride of elektrische aandrijflijnen of voortstuwingssystemen worden ontwikkeld.

Systeemsimulatie voegt waarde toe aan elke fase in de levenscyclus van een product, niet alleen in de productontwikkeling maar ook in de operationele fase van het product. In de vroege ontwerpfasen helpt systeemsimulatie om de juiste keuzes te maken met betrekking tot het stellen van doelen, vroege concepten en architectuur. In de meer gedetailleerde engineeringsfasen helpt systeemsimulatie om de systeemprestaties te bepalen, te configureren en te optimaliseren. In de operationele fase kunnen systeemsimulatiemodellen fungeren als virtuele representaties in realtime van het fysieke product, waarmee tal van toepassingen worden ontsloten, waaronder training van operators, virtuele detectie, systeembewaking en -optimalisatie.

Systeemsimulatie is een simulatiebenadering die schaalbaar is in complexiteit. In de vroege ontwerpfasen is er vaak beperkte informatie beschikbaar, maar toch levert systeemsimulatie waardevolle inzichten op die helpen bij het nemen van de juiste beslissingen over systeemconcepten en -architecturen. Verderop in de ontwikkelingscyclus, wanneer meer parameters en informatie bekend worden, nemen de nauwkeurigheid en het detailniveau van systeemsimulatie toe tot niveaus waarop een systeemsimulatiemodel kan worden gebruikt om besturingsalgoritmen te kalibreren en te valideren of om in realtime operaties uit te voeren en het gebruik ervan ook uit te breiden tot het operationele deel van de levenscyclus van het systeem.

Zoals bij elk technisch gereedschapsysteem heeft simulatie een leercurve, dus training wordt ten zeerste aanbevolen. Simcenterhulpmiddelen voor systeemsimulatie worden als zeer gebruiksvriendelijk beschouwd, met uitgebreide bibliotheken van gevalideerde componenten, een gebruiksvriendelijke grafische gebruikersinterface (GUI), ingebouwde apps voor gebruiksgemak en een grote helpsectie met documentatie en demomodellen.

De vereiste hardwarespecificaties voor systeemsimulatie zijn relatief beperkt in vergelijking met andere CAE-toepassingen (computerondersteunde engineering) waarbij 3D-geometrieën nodig zijn. Simcenter Amesim versie 2310 werkt bijvoorbeeld op elk modern 64-bits systeem, waarvoor minimaal 4 GB RAM en 25 GB schijfruimte nodig zijn. Voor betere prestaties worden parallelle verwerkingssystemen met meerdere kernen aanbevolen.

Een systeemsimulatiemodel kan worden gezien als een digital twin van een multifysisch systeem en kan worden aangesloten op de besturingslogica. Dit maakt het een uitstekende basis voor verdere ontwikkelingen in de richting van een xDT. Om in aanmerking te komen voor een xDT moet het systeemsimulatiemodel in (bijna) realtime kunnen worden uitgevoerd en op elk gecertificeerd apparaat kunnen worden uitgevoerd zonder dat de simulatiesoftware zelf nodig is.