Simulazione di sistemi

La simulazione dei sistemi può essere utilizzata per qualsiasi applicazione che implichi trasferimenti di energia tra domini fisici, tra cui ambito meccanico, idraulico, pneumatico, elettronico e termico. Questo può essere esteso con algoritmi di controllo nel ciclo, definiti come modello (MiL), come codice software (SiL) e come controllore hardware fisico (HiL). Nella pratica, la simulazione di sistemi viene spesso utilizzata in applicazioni per gli ambiti automobilistico, aerospaziale, navale, attrezzature pesanti, energia e servizi pubblici e macchinari industriali, ad esempio quando vengono sviluppati nuovi sistemi di propulsione o gruppi motopropulsori ibridi o elettrici.

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

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

Come per qualsiasi sistema di strumenti di ingegneria, la simulazione prevede una curva di apprendimento, quindi la formazione è altamente raccomandata. Gli strumenti di simulazione di sistema Simcenter sono considerati molto semplici da usare, con ampie librerie di componenti validati, un’interfaccia grafica (GUI) di facile utilizzo, applicazioni integrate per una maggiore facilità d’uso e un’ampia sezione di aiuto con documentazione e modelli demo.

Le specifiche hardware richieste per la simulazione dei 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 e richiede un minimo di 4 GB di RAM e 25 GB di spazio su disco. Per migliorare le prestazioni, si consiglia l’utilizzo di sistemi di elaborazione parallela con più core.

Un modello di simulazione di sistema può essere visto come un digital twin 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 essere qualificato per un xDT, il modello di simulazione dei sistemi deve essere in grado di funzionare in tempo (quasi) reale ed essere eseguito su qualsiasi dispositivo certificato senza la necessità del software di simulazione stesso.