Symulacja inżynieryjna w przemyśle maszynowym

Inżynieria osiągów sprzętu ciężkiego polega na znalezieniu równowagi między wszystkimi wymaganiami, m.in. wydajnością energetyczną, bezpieczeństwem i komfortem. Ponieważ jednak sprzęt ciężki jest obecnie coraz bardziej złożony, zachowanie kontroli nad tą równowagą staje się niezwykle trudnym zadaniem. Liczba możliwych kombinacji parametrów staje się zbyt duża, a wzajemne oddziaływania między nimi nie zawsze przebiegają w intuicyjny sposób, zwłaszcza gdy w grę wchodzi oprogramowanie. Klasyczne, iteracyjne podejście oparte na budowaniu powtarzalnych fizycznych prototypów przestaje być wystarczające. Potrzebny jest proces umożliwiający projektowanie sprzętu ciężkiego z zastosowaniem symulacji. Nasze oprogramowanie umożliwia to dzięki narzędziom do symulacji inżynieryjnej, które zapewniają dokładne i szybkie przetwarzanie danych. Te narzędzia do symulacji są połączone z zaawansowanymi rozwiązaniami testowymi, które zwiększają realizm modelowania i pozwalają na sprawdzenie poprawności ostatecznego prototypu.

Utworzenie kompleksowego cyfrowego bliźniaka wymaga zbioru niezwykle realistycznych modeli i aktualizowanych na bieżąco danych, które są zsynchronizowane z ewentualnymi zmianami parametrów. Pozwala to przewidzieć rzeczywiste zachowanie sprzętu w jego faktycznym stanie. Nasze rozwiązanie do predykcyjnej inżynierii osiągów na etapie projektowania sprzętu ciężkiego i optymalizacji jego działania oferuje takie możliwości. Na każdym etapie rozwoju produktu, od koncepcji do końcowego sprawdzenia poprawności, można jednocześnie uwzględniać wszystkie aspekty fizyczne i domenowe, aby zagwarantować pełną zgodność modeli z rzeczywistością. Można to osiągnąć dzięki połączeniu wielu technologii i rozwiązań, opartych przede wszystkim na symulacji systemu 1D i analizie 3D, co zapewnia dostęp do dowolnego kontekstu i etapu projektu. Dzięki dodaniu rozwiązań do testów fizycznych można wykorzystać rzeczywiste dane, aby przyjmować lepsze założenia dotyczące modelowania właściwości fizycznych, warunków granicznych i cykli roboczych.

Integracja symulacji i testów stanowi kluczowy element rozwiązań firmy Siemens do predykcyjnej inżynierii osiągów dla przemysłu maszynowego. W miarę wzrostu wykorzystania symulacji w procesie rozwoju produktu, co ma na celu efektywne zarządzanie rosnącą złożonością produktów wielodomenowych, wiele osób błędnie zakłada, że testy fizyczne tracą na znaczeniu. Analizowanie nowych technologii używanych do projektowania innowacyjnych urządzeń wymaga ciągłych testów w celu walidacji założeń dotyczących modelowania i uzyskania realistycznych symulacji. Testy zawsze pozostaną istotnym elementem sprawdzania poprawności prototypów i certyfikacji: te zadania będą realizowane z większą ciągłością w związku z zacieraniem się granic między różnymi fazami cyklu życia wynikającym ze stosowania oprogramowania. Działania związane z symulacją i testowaniem nie powinny odbywać się z wykorzystaniem oddzielnych przepływów informacji, lecz w ramach jednej platformy, aby uzyskać ich synergię. Firma Siemens jest jedynym partnerem, który łączy oba te światy w jednym rozwiązaniu.

Elektryfikacja i innowacje cyfrowe, które umożliwiają wykonywanie procesów na podstawie danych, to trendy w branży sprzętu ciężkiego o bardzo specyficznych wymaganiach dotyczących projektowania i inżynierii produktów. Jednym z takich wymogów jest projektowanie wielodomenowe z uwagi na połączenie projektowania konstrukcji mechanicznych z projektowaniem układów E/E i oprogramowaniem. Wielodomenowość odgrywa istotną rolę we wszystkich aspektach osiągów. Wiele parametrów wpływa na siebie nawzajem, a ich wartości zależą od stanu operacyjnego maszyny. Nie da się nimi skutecznie zarządzań przy użyciu liniowego procesu inżynieryjnego, który polega na optymalizacji poszczególnych domen jedna po drugiej, tworzeniu wielu iteracji i wykonywaniu powtarzalnych prototypów. Aby umożliwić działania oparte na danych, potrzebne są funkcje pozwalające przewidywać wydajność po dostarczeniu produktu na podstawie aktualnych modeli. Dzięki rozwiązaniom firmy Siemens można połączyć wszystkie etapy cyklu życia produktu za pośrednictwem wspólnego środowiska umożliwiającego śledzenie całej historii każdego pojedynczego elementu wyposażenia, od projektu do eksploatacji, z uwzględnieniem zmian, odchyleń od produkcji, modernizacji, zużycia i konserwacji.