Systemsimulation

Die Systemsimulation kann für jede Anwendung verwendet werden, bei der Energieübertragungen zwischen physikalischen Domänen erforderlich sind, einschließlich Mechanik, Hydraulik, Pneumatik, Elektronik und Thermik. Dies kann mit Regelungsalgorithmen in der Schleife erweitert werden, die als Modell (MiL), als Softwarecode (SiL) und als physischer Hardware-Controller (HiL) definiert sind. In der Praxis wird die Systemsimulation häufig in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Schifffahrts-, Schwermaschinen-, Energie- und Versorgungswirtschaft sowie in Industriemaschinen eingesetzt, z. B. bei der Entwicklung neuer hybrider oder elektrischer Antriebsstränge oder Antriebssysteme.

Die Systemsimulation bietet einen Mehrwert für jede Phase des Produktlebenszyklus, nicht nur in der Produktentwicklung, sondern auch in der Betriebsphase des Produkts. In den frühen Entwurfsphasen hilft die Systemsimulation, die richtigen Entscheidungen in Bezug auf Zielsetzung, frühe Konzepte und Architektur zu treffen. In den detaillierteren Engineering-Phasen hilft die Systemsimulation bei der Dimensionierung, Konfiguration und Optimierung der Systemleistung. In der Betriebsphase können Systemsimulationsmodelle als virtuelle Echtzeitdarstellungen des physischen Produkts fungieren und zahlreiche Anwendungen erschließen, darunter Bedienerschulung, virtuelle Sensorik, Systemüberwachung und -optimierung.

Die Systemsimulation ist ein Simulationsansatz, der in seiner Komplexität skalierbar ist. In frühen Entwurfsphasen sind oft nur begrenzte Informationen verfügbar, aber dennoch liefert die Systemsimulation wertvolle Erkenntnisse, die helfen, die richtigen Entscheidungen über Systemkonzepte und -architekturen zu treffen. Im weiteren Verlauf des Entwicklungszyklus, wenn mehr Parameter und Informationen bekannt werden, steigt die Genauigkeit und der Detaillierungsgrad in der Systemsimulation bis zu einem Niveau, auf dem ein Systemsimulationsmodell zur Kalibrierung und Validierung von Regelungsalgorithmen oder zum Betrieb im Echtzeitbetrieb verwendet werden kann und seine Verwendung auch auf den operativen Teil des Systemlebenszyklus ausgeweitet werden kann.

Wie bei jedem Engineering-Tool-System hat auch die Simulation eine Lernkurve, daher ist eine Schulung sehr zu empfehlen. Die Simcenter-Systemsimulationswerkzeuge gelten als sehr benutzerfreundlich und verfügen über umfangreiche Bibliotheken validierter Komponenten, eine benutzerfreundliche grafische Benutzeroberfläche (GUI), integrierte Apps für eine einfache Bedienung und einen großen Hilfebereich mit Dokumentation und Demomodellen.

Die erforderlichen Hardwarespezifikationen für die Systemsimulation sind im Vergleich zu anderen Computer-Aided Engineering (CAE)-Anwendungen, bei denen 3D-Geometrien benötigt werden, relativ begrenzt. Simcenter Amesim Version 2310 kann beispielsweise auf jedem modernen 64-Bit-System ausgeführt werden, für das mindestens 4 GB RAM und 25 GB Festplattenspeicher erforderlich sind. Für eine verbesserte Leistung und parallele Verarbeitung werden Systeme mit mehreren Kernen empfohlen.

Ein Systemsimulationsmodell kann als digitaler Zwilling eines multiphysikalischen Systems angesehen und mit der Steuerungslogik verbunden werden. Das macht es zu einer hervorragenden Basis für die Weiterentwicklung hin zu einem xDT. Um sich für ein xDT zu qualifizieren, sollte das Systemsimulationsmodell in der Lage sein, in (nahezu) Echtzeit ausgeführt zu werden und auf jedem zertifizierten Gerät ausgeführt zu werden, ohne dass die Simulationssoftware selbst erforderlich ist.