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Systemsimulation

Meistern Sie die Komplexität bereits in der frühen Konstruktionsphase. Bewerten und balancieren Sie Leistungsattribute von den frühen Entwicklungsphasen bis hin zur endgültigen Leistungsvalidierung und Steuerungskalibrierung.

Was ist Systemsimulation?

Systemsimulation ist der Prozess des Experimentierens mit und der Untersuchung, wie sich Änderungen an den Eigenschaften eines komplexen Systems (oder Subsystems) auf das System als Ganzes auswirken.

Fortschrittliche Simulationssoftware verwendet mathematische Algorithmen, um die Auswirkungen vorgeschlagener Systemänderungen vorherzusagen und zu veranschaulichen. Die Systemsimulation kann bei der Entwicklung eines neuen Systems eingesetzt werden, um die Ursache von Problemen in einem bestehenden System aufzudecken oder um Systemanpassungen zu testen, um andere Ergebnisse zu erzielen.

Die Systemsimulation ermöglicht es Ingenieurteams, multiphysikalische Systeme früher zu optimieren, indem sie die Wechselwirkungen zwischen mechanischen, hydraulischen, pneumatischen, thermischen, elektrischen und elektronischen Komponenten bewerten, bevor der erste physische Prototyp verfügbar ist. Im Zusammenhang mit zunehmend automatisierten und elektrifizierten Produkten hilft die Systemsimulation Konstrukteuren, das Verhalten komplexer multiphysikalischer Systeme vorherzusagen, Konfigurationen zu finden, die die Leistungsanforderungen erfüllen, und technische Entscheidungen zu beschleunigen.

Verwandte Produkte: Simcenter Amesim | Simcenter Flomaster | Simcenter System Analyst | Simcenter HEEDS

An engineer using the Simcenter systems simulation software on the desktop.

Entdecken Sie die Vorteile

Die Systemsimulation ist ein leistungsfähiges Werkzeug für den Entwurf und die Analyse komplexer Systeme. Es kombiniert Multi-Domain-Systemsimulation mit Steuerungen, um Ingenieuren bei der Erstellung von Konzeptentwürfen, dem Verständnis des transienten und stationären Verhaltens und dem Treffen fundierter technischer Entscheidungen entlang des Entwicklungsprozesses zu unterstützen.

Steigern Sie die Leistung

Die Systemsimulation ermöglicht es Ihnen, komplexe Multi-Domain-Systeme, ob gesteuert oder nicht, bereits in der Konzeptphase zu optimieren, noch bevor detailliertes CAD verfügbar ist.

Reduzierung des Zeitaufwands

Die Systemsimulation ermöglicht es Ingenieuren, die Leistung verschiedener Designoptionen schnell zu bewerten und das Verhalten der Systeme unter verschiedenen Bedingungen vorherzusagen.

Kostensenkung

Das Systemsimulationsmodell ist sehr vielseitig und kann an die zu beantwortenden Fragen angepasst werden. Es kann helfen, kostspielige Prototypen während der Entwicklung zu sparen, schnell die beste Architektur zu finden oder den Echtzeitbetrieb des Produkts zu optimieren.

Schritte im Systemsimulationsprozess

Simcenter-Hardwareeinheit für Elektrik-Simulation.

Electrical system simulation

Simulieren Sie elektrische und elektromechanische Systeme von der Konzeptentwicklung bis zur Steuerungsvalidierung. Simcenter hilft bei der Optimierung der dynamischen Leistung mechatronischer Systeme, bei der Analyse des Stromverbrauchs und beim Entwurf und der Validierung von Steuerungsgesetzen für elektrische Geräte in verschiedenen Branchen.

Öl auf Zahnräder gegossen, die die Simulation mechanischer Systeme darstellen.

Mechanical system simulation

Bewältigen Sie die zunehmend komplexe Entwicklung integrierter mechanischer Systeme. Simcenter Systems bietet modernste Modellierungstechniken für mehrdimensionale (1D, 2D und 3D) dynamische Simulationen.

Mehrere pneumatische und hydraulische Komponenten.

Fluid system simulation

Optimieren Sie das dynamische Verhalten von Hydraulik- und Pneumatikkomponenten und beschränken Sie die Erstellung physischer Prototypen auf das notwendige Maß. Mit einer großen Auswahl an Komponenten, Funktionen und anwendungsorientierten Werkzeugen ermöglicht Simcenter die Modellierung von Fluidsystemen für eine Vielzahl von Anwendungen.

Die Temperaturanzeige auf einem Tachometer.

Thermal system simulation

Simcenter Systems trägt zur Maximierung der thermischen Leistung für HLK- und Kabinenkomfort, das Wärmemanagement von Fahrzeugen, Umweltkontrollsysteme oder andere thermische Systeme bei.

Ein paar Ingenieure unterhalten sich und zeigen auf den Bildschirm des Laptops.

Control integration

Simcenter Systems bietet die Integration verschiedener Simulationstools während des gesamten Lebenszyklus Ihres Systems, von der frühen Konstruktions- bis zur Betriebsphase. Auf diese Weise können Sie die Herausforderung der digitalen Kontinuität angehen und die Effizienz Ihrer Arbeitsabläufe steigern.

Multiphysikalische Systemsimulation

Mit leistungsstarken Plattformfunktionen können Sie die Interaktionen zwischen mechanischen, hydraulischen, pneumatischen, thermischen, elektrischen und elektronischen Systemen schnell optimieren, bevor der erste physische Prototyp verfügbar ist.

Simcenter Systems bietet die Integration verschiedener Simulationstools während des gesamten Lebenszyklus Ihres Systems, von der frühen Konstruktions- bis zur Betriebsphase. Auf diese Weise können Sie die Herausforderung der digitalen Kontinuität angehen und die Effizienz Ihrer Workflows und der Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Abteilungen steigern. 

Simcenter Systems unterstützt Verbindungen zu einem PLM-System (Product Lifecycle Management) und geometrischen Daten, Co-Simulationen zwischen 1D- und 3D-CAE-Tools, Design-Space-Exploration, die Entwicklung modellbasierter Steuerungen und Interaktionen zwischen verschiedenen Systemen mithilfe des Functional Mockup Interface (FMI).

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Eine Visualisierung aus der System-Simulationssoftware Simcenter Amesim.

Simcenter Amesim software trial

Steigern Sie die Produktivität der Systemsimulation mit Simcenter Amesim: der integrierten, skalierbaren mechatronischen Systemsimulationsplattform, die es Konstrukteuren ermöglicht, die Systemleistung virtuell zu bewerten und zu optimieren.

Benutzeroberfläche (UI) der Simcenter Flomaster-Software.

Simcenter Flomaster trial

Simcenter Flomaster bietet ein umfassendes Simulationswerkzeug für Konstruktion, Inbetriebnahme und Betrieb von Thermofluidsystemen. Es kann mit PLM, CAD, Simulation und industriellem IoT verbunden werden, um die digitale Transformation zu unterstützen.

Häufig gestellte Fragen

Welche Anwendungen gibt es für die 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.

Für welche Phasen der Produktentwicklung kann die Systemsimulation einen Mehrwert bieten?

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.

Ist die Systemsimulation genau?

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.

Ist es schwer, die Systemsimulation zu erlernen?

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.

Welche Art von Hardware wird für die Systemsimulation benötigt?

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.

Ist ein Simulationsmodell ein ausführbarer Digital Twin (xDT)?

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.

Weitere Informationen

Zum Video

On-Demand-Webinar | Steigern Sie die Leistung von Fluidsystemen durch Systemsimulation

On-Demand-Webinar | Verstehen der Manövrierfähigkeit von Schiffen durch Simulation

Zuhören

Podcast | ChatGPT in der Schleife: Brückenschlag zwischen Mensch und Systemsimulation

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