数字产业

仿真领域的突破：西门子-佐治亚理工学院

作者：美国西门子研究主管 Virginie Maillard

编者注：在过去的五年中，西门子与佐治亚理工学院合作开展了多个项目，每个项目都为航空航天、国防和运输带来了各种现实价值。

我们研发方法的核心部分是在学术生态系统中拥抱开放创新。我们与佐治亚理工学院的持续合作就证明了这一点，西门子在那里帮助推出了 仿真和 Digital Twin 卓越中心 在学校里。

在 Georgia Tech 的航空航天系统设计实验室 (ASDL) 内，卓越中心在 2021 年得到了西门子 180 万美元投资的支持。工程师、科学家和其他研究人员与本科生和研究生合作，利用数据和模型驱动的能力来找出优化复杂建筑和交通基础设施系统的方法。

这种合作关系的一个关键目标是让学生为进入未来的 STEM 劳动力做好准备，同时改善数字工程在建筑中的作用。许多建模仿真都侧重于亚特兰大机场及其周边地区的基础设施和交通。

研究人员共同致力于使用数字双胞胎来设计、改善和规划建筑物、社区和交通中的基础设施。他们还研究了可以随着环境演变而适应的动态系统架构，并评估了与工程弹性、自我修复系统以及数字双胞胎的验证和校准相关的技术。

佐治亚理工学院航空航天系统设计实验室与西门子之间的合作体现了卓越的生态系统：这是一家在航天、国防和运输领域排名全球的研究机构，优秀的研究人员和学生能够利用西门子技术完成工作，在整个生命周期中无缝连接数据、模型和系统。

保罗·科伦坡, 全球行业发展主管, 航空航天与国防，Siemens DISW

三年的仿真发现：为基础设施和交通创造价值

卓越中心内创建的项目 复杂基础设施和移动建模的新标准和功能。Siemens和Georgia Tech在过去三年中取得的发现将为未来的基础设施和交通设计与规划带来实际价值。

随着研究人员专注于亚特兰大机场——世界上最繁忙的机场，仿真和建模方面的进步有望在现实世界中产生重大的成果。

Siemens 和 Georgia Tech 参与了七个具体的研究项目：

通过可视化环境 (EVERMOVE) 优化电动汽车充电和出行性：

EVERMOVE项目侧重于在亚特兰大航空城内战略布置电动汽车充电站（EVCS），以实现大规模的可持续交通。该研究在基于场景的弹性建模、空中交通需求预测和不确定性下的基础设施优化方面获得了强大的新能力，帮助创建了可持续交通分析的新标准。
绿色建筑综合分析（GAIA）：

GAIA项目创建了能量负荷模型，以探索需求与能源负荷之间的关系
最优的 为位于新泽西州普林斯顿的Siemens Corporate Technology（CT）总部提供各种场景的电源。结果是一系列模拟，使人们更好地了解了成本最优的 DER 组合的趋势、相互依存关系和稳健性，这些仿真随后可用于更好地设计现场能源系统。
技术注入分析的每小时能量模拟 (HESTIA)：

HESTIA项目侧重于佐治亚理工学院的肯德达生活大楼，这是一座可持续的校园建筑，可以通过白天使用的屋顶太阳能电池板发电。为了找出任何剩余能源的最佳用途，研究人员开创了使用成熟和新兴技术对建筑系统进行建模的先例，以节省成本和减少排放。
探索可持续基础设施的综合交通环境（NEXUS）：

NEXUS解决的主要挑战是如何客观地评估和比较未来的出行替代方案，而不会产生体格试验的风险和成本。这生成了一个完全交互式的决策支持仪表板，能够实时可视化出行策略的权衡，从而能够对基线交通条件进行建模，这将有助于将交通规划从被动修复转向主动优化。
满足交通和能源需求的电力弹性基础设施（PRIMED）：

PRIMED项目研究了不同的能源技术组合（DER和电网供应能源的组合）在处理车辆充电变量的同时有能力吸收同时发生的极端出行需求和电网中断的优势。这使人们深入了解了DER如何提高高流量旅行期间的适应能力。
变革性可持续综合交通（TRANSIT）：

TRANSIT 项目建立了一种全面的方法来建模、模拟和优化面临颠覆性事件的交通网络。这形成了一个完全集成的交互式平台，利益相关者可以在该平台上实时比较出行策略并确定绩效指标的优先顺序。
过渡到 Electric Resources 以提高弹性和可负担性 (TERRA)：

TERRA项目模拟了亚特兰大哈兹菲尔德杰克逊国际机场（HJAIA）的特定能源需求，以量化新的弹性目标。这形成了一个原始模型，用于研究在停机期间优先考虑不同的关键负载之间的利弊。

我们在佐治亚理工学院卓越中心内的合作项目为西门子带来了巨大价值。通过这些努力，Siemens 加快了对建筑通风、室内空气质量、人群管理和基础设施优化的进一步研究和开发，这些能力在当今快速变化的建筑环境和交通中越来越重要。这些创新将帮助西门子应对能效、弹性和公共卫生方面的复杂挑战，同时也将加强其在digital twin和仿真技术领域的领导地位。

Siemens Digital Industries Software（DISW）航空与国防全球行业发展主管保罗·科伦坡表示：“随着新技术以前所未有的速度发布，航空航天和国防的未来越来越依赖于创建和维护卓越生态系统的能力。”“ASDL和Siemens之间的合作完美体现了这一点：这是一家在航天、国防和运输领域排名全球的研究机构，优秀的研究人员和学生能够利用西门子技术完成工作，在整个生命周期中无缝连接数据、模型和系统。”

Siemens-Georgia Tech Partnership Infographic

值得注意的是，通过这些项目积累的专业知识和技术进步促使西门子加入了卫生高级研究计划局（ARPA-H）“为空气和整体健康建设弹性环境”（BREATHE）计划授予的两个团队。这项享有盛誉的项目由ARPA-H资助，支持旨在改善室内空气质量和改善共享空间健康状况的开创性研究。西门子与梅奥诊所和Safetraces等领先组织的参与表明，我们的影响力和进入不断扩大的健康和建筑环境市场的渠道越来越大。ARPA-H 的认可凸显了该中心的研究如何转化为现实世界的影响，为西门子提供促进更健康、更具弹性的环境的创新解决方案开辟了新的途径。

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新的合作重点：通过 AI 数据管理进行未来建模

西门子与佐治亚理工学院的合作解决了工程仿真数据的指数级增长，这凸显了高效知识发现和重复利用的需求。手动标记数字工件（如 CAD/CAE 文件和仿真报告）的元数据是劳动密集型且容易出错，因此自动化解决方案必不可少。Siemens和Georgia Tech共同致力于基于人工智能的数据管理，以实现元数据收集的自动化，旨在改进基于模型的表示、仿真以及与现有 PLM 环境的集成。

我们在佐治亚理工学院的研究工作——领先者之一 参与全球 Siemens 研究与创新生态系统计划的大学—强调我们对创新的共同承诺，同时为未来的员工队伍做好准备。参与这些尖端项目的年轻研究人员将成为未来几十年的高科技创新者。

发布时间：2026 年 2 月 4 日