Simulazione di sistemi

La simulazione di sistemi può essere utilizzata per qualsiasi applicazione che coinvolga trasferimenti di energia tra domini fisici, tra cui meccanica, idraulica, pneumatica, elettronica e termica. Questo può essere esteso con algoritmi di controllo nel loop, definiti come modello (MiL), come codice software (SiL) e come controller hardware fisico (HiL). In pratica, la simulazione di sistema viene spesso utilizzata nelle applicazioni automobilistiche, aerospaziali, marine, di attrezzature pesanti, energetiche e di servizi pubblici e di macchinari industriali, ad esempio quando vengono sviluppati nuovi propulsori ibridi o elettrici o sistemi di propulsione.

La simulazione di sistemi aggiunge valore a qualsiasi fase del ciclo di vita del prodotto, non solo nello sviluppo del prodotto, ma anche nella fase operativa del prodotto. Nelle prime fasi di progettazione, la simulazione di sistemi aiuta a fare le scelte giuste per quanto riguarda l'impostazione degli obiettivi, i concept iniziali e l'architettura. Nelle fasi di progettazione più dettagliate, la simulazione di sistemi aiuta a dimensionare, configurare e ottimizzare le prestazioni del sistema. Nella fase operativa, i modelli di simulazione di sistemi possono fungere da rappresentazioni virtuali in tempo reale del prodotto fisico, sbloccando numerose applicazioni, tra cui la formazione degli operatori, il rilevamento virtuale, il monitoraggio e l'ottimizzazione del sistema.

La simulazione di sistema è un approccio di simulazione scalabile in termini di complessità. Nelle prime fasi di progettazione, le informazioni disponibili sono spesso limitate, ma la simulazione di sistemi fornisce comunque informazioni preziose che aiutano a prendere le decisioni giuste sui concept e sulle architetture di sistema. Più avanti nel ciclo di sviluppo, quando si conoscono più parametri e informazioni, la precisione e il livello di dettaglio nella simulazione di sistemi aumentano fino a livelli in cui un modello può essere utilizzato per calibrare e validare algoritmi di controllo o per operare in operazioni in tempo reale ed estenderne l'uso anche alla parte operativa del ciclo di vita dei sistemi.

Come con qualsiasi sistema di strumenti di ingegneria, la simulazione ha una curva di apprendimento, quindi la formazione è altamente consigliata. Gli strumenti di simulazione dei sistemi Simcenter sono considerati molto facili da usare, con ampie librerie di componenti validati, un'interfaccia grafica utente (GUI) intuitiva, app integrate per una maggiore facilità d'uso e un'ampia sezione di aiuto che include documentazione e modelli dimostrativi.

Le specifiche hardware richieste per la simulazione di sistemi sono relativamente limitate rispetto ad altre applicazioni CAE (Computer-Aided Engineering) in cui sono necessarie geometrie 3D. Ad esempio, Simcenter Amesim versione 2310 può essere eseguito su qualsiasi sistema moderno a 64 bit, richiedendo un minimo di 4 GB di RAM e 25 GB di spazio su disco. Per migliorare le prestazioni e l'elaborazione parallela, si consigliano sistemi con più core.

Un modello di simulazione di sistema può essere visto come un gemello digitale di un sistema multifisico e può essere collegato alla logica di controllo. Questo lo rende un'ottima base per ulteriori sviluppi verso un xDT. Per qualificarsi per un xDT, il modello di simulazione di sistemi deve essere in grado di essere eseguito in tempo (quasi) reale ed essere eseguito su qualsiasi dispositivo certificato senza la necessità del software di simulazione stesso.