FoU

About SURROGATE MODELS, MULTIPHYSICS VISIONS and the breakthrough of SIMULATION APPS. Where is simulation of multiphysics phenomena heading? I asked Ed Fontes, VP of development in COMSOL Group and its Multiphysics software, whose solutions and market position have grown dramatically in recent years; both in terms of technology and commercial impact. This is not least after the company's launch in 2017 of the industry's first simulation apps, which in one fell swoop changed the possibilities of disseminating decision support and simulation results to all stakeholders in the development team and even at the end-user level. With the Application Builder and Model Manager modules, COMSOL users have been able to spread the simulation results to date to more than 200,000 users. Something that, in turn, sharpened both the decision-making basis in the development work and the management of various processes with end users. For example, Heidelberg Materials, one of the world's largest suppliers of construction materials, giving contractors access to multiphysics simulation with a simulation app from COMSOL, HETT 22. The app enables customers to use simulation to make informed decisions about concrete casting strategies on construction sites. This has resulted in approximately 1,500 users of the app within the framework of Heidelberg Materials. This bet is not unique for Heidelberg; it appears in several places why the use of COMSOL app modules has exploded in recent years. Which also applies to the company's commercial results, which in 2023 landed on estimated revenues of around $150 million. Thus, Ed Fontes and the employees at COMSOL have received several receipts that the company's vision, with simplicity on the surface and deep capacity underneath, has proven to be a hit. The basis for the success is the Multphysics solution's math engine with almost infinitely expandable differential equations (PDE). Since processes and products are often controlled by several physical effects at the same time, they tend to behave more non-linearly than linearly. In short, they are governed by more than one type of physics, each typically represented by a set of partial differential equations. With COMSOL's math engine, you can build on these basically as far as you want and can thus describe the overall effect. In this, none of the company's competitors have yet caught up, claims Fontes. “That’s how it is,” he says. “Technology gives us an edge and the apps have underpinned the spread. Regarding the general trend around multiphysics simulation, we also see that modeling and simulation from being an activity exclusive to research departments in large companies, national laboratories, research institutes and universities, has trickled down to design departments in large as well as small companies. Simulation of multiphysics is done today by virtually all high-tech companies.” The use of multiphysics solutions has changed significantly in recent years, notes Fontes; how? Click on the link below to read the full article on PLM&ERP News.

LÖSNINGAR UTOM RÄCKHÅLL FÖR DAGENS SUPERDATORER. Komplexa industriella metavers, AI, maskininlärning, avancerad läkemedelsutveckling, klimatprognoser och rymdforskning är några av de områden där forskarvärlden räknar med att kvantdatorer kommer att spela en viktig roll de närmaste åren. Utvecklingen bottnar bland annat i beräkningskraft, där det i dagsläget finns begränsningar. Men det finns lösningsspår med stor potential: Genom att utnyttja kvantmekanik kan en kvantdator lösa beräkningsproblem utom räckhåll för dagens superdatorer. Men det finns utmanande problem i detta. När kretsarna i kvantdatorerna blir större blir de svårare att kontrollera. Nu har forskare, bl a vid Lunds universitet, lyckats visa på ett nytt sätt att konstruera kvantkretsar för enskilda ljuspartiklar. Det kan möjliggöra större och mer komplicerade kretsar – vilket är kritiskt för att kunna lösa upp kvantdatorers enorma beräkningskraft.
Optiska kretsar är en teknik som involverar användningen av ljus för att överföra och bearbeta information. Dessa kretsar skiljer sig från traditionella elektroniska kretsar som använder elektriska signaler. Optiska kretsar kommer att bli avgörande för utvecklingen av framtida teknologier som ohackbara kommunikationsnätverk och ultrasnabba kvantdatorer. Men i takt med att kretsarna blir större och mer komplexa blir de både svårare att kontrollera och tillverka, något som påverkar deras prestanda. I en ny studie som publiceras i den vetenskapliga tidskriften Nature Physics har ett internationellt forskarlag, där Lunds universitet ingår, tagit ett snillrikt, teknologiskt kliv mot en lösning på problemet.
– Vi har tagit fram ett mångsidigt alternativ att konstruera optiska kretsar med hjälp av en process som förekommer spontant i naturen. Genom att utnyttja det naturliga spridningsbeteendet hos ljus inuti en optisk fiber kunde vi programmera kretsar på mycket precisa sätt, säger Armin Tavakoli, fysikforskare vid Lunds universitet.
Klicka på rubriken för att läsa mer.

Teknologin med digitala tvillingar går från klarhet till klarhet och bryter dessutom ny mark. Det är kontentan av förra veckans besked från Siemens Digital Industries Software och UL Solutions: För första gången någonsin har en industriprodukt certifierats för USA efter att delar av de erforderliga testerna genomförts genom digital simulering. För säkerhets skull verifierades och validerades det digitala testet med fysisk testning.
Traditionellt kräver produktcertifiering uttömmande fysiska tester, inkluderat ett antal olika bedömningar. Här kan simulering baserad på den digitala tvillingen vara ett svar på den speciella utmaningen och kostnadsfaktorn för testenheter och certifierade laboratorier när högeffektelektronik-komponenter är inblandade. Behöver en produkt genomgå varje deltest fysiskt; kan man inte istället integrera kraften i vass digitala tvillingteknologi och därmed spara tid och kostnader?
Det var utgångspunkten när "SINAMICS G220" - ett sofistikerat system som möjliggör exakt kontroll och effektiv drift av elektriska drivsystem i olika applikationer – skulle certifieras. Genom att utnyttja Siemens digitala tvilling gavs i detta en övertygande demonstration av den industriella metaversens potential att skapa möjligheter för produktutveckling och andra ingenjörsuppgifter.
Detta menar nu Siemens är, ”en anmärkningsvärd prestation och global premiär för en nationell säkerhetscertifierings-process.” För att göra detta framsteg möjligt samarbetade Siemens med UL Solutions, en framstående spelare inom tillämpad säkerhetsvetenskap. Resultatet är ett vittnesbörd om den anmärkningsvärda noggrannheten och tillförlitligheten hos moderna digitala tvillingsimuleringar. Det markerar ett steg framåt in i en framtid där digitala tvillingar och den industriella metaversen effektiviserar produktutvecklingen, förbättrar innovation, säkerhet och snabbar upp time-to-market, menar Cedrik Neike, CEO för Digital Industries. Den genomförda certifieringsprocessen med digital tvillingteknologi skriver om reglerna för innovation, hävdar han:
- Detta samarbete med UL Solutions är ett bevis för en framtid där innovation inte känner några gränser. Den inbjuder både industrier och innovatörer att utforska de obegränsade möjligheter som omfattande digitala tvillingar erbjuder för att forma framtiden för produktutveckling, sa Siemensbasen.
Jennifer Scanlon, VD och koncernchef för UL Solutions, var också hon entusiastisk:
- Certifieringsprocessen bygger på fysisk testning. Nu kan digitala simuleringar integrerade med traditionella metoder omdefiniera hur våra kunder närmar sig testning och certifiering och öppna nya vägar för precision och effektivitet. UL Solutions är stolta över att vara en del av detta revolutionerande språng.
Klicka på rubriken för att läsa mer på PLM&ERP News.

”MEDITWIN-konsortiet ska avslöja KROPPENS HEMLIGHETER”. Det är många som under de senaste åren haft funderingar på vilken väg Dassault Systemes-chefen, Bernard Charles, ser framför sig för denna ledande aktör inom PLM. Med tunga intressen inom sånt automotive, aerospace, tunga industriutrustning, hightech och annat liknande kändes de här bitarna länge som ett odiskutabelt huvudspår för bolaget, vars 3DEXPERIENCE-plattform är en av de ledande lösningarna på dessa marknader. Men Bernard Charles har alltid varit en visionär som sett längre än de flesta andra ledarna i branschen. Detta alltsedan han vid millennieskiftet var en av de första som advokerade för en bred plattform, PLM – Product Lifecycle Management – som skulle kunna möta alla aspekter kring produktutveckling och tillverkning.
Men även om de här bitarna fortfarande är viktiga inslag i bolagets mjukvaruportfölj, kan man under den senaste 3-4-årsperioden ana en skiftning i vägen in i framtiden: ett ökat intresse för och en ambitiös satsning på att bygga ut 3DEXPERIENCE-plattformen mot starka lösningar för helt andra områden, som life science – studier av levande organismer och livets processer - med medicin- och biovetenskap som kopplade områden.
Så här sa Charles i samband med 2Q-rapporten 2023: ”Redan 2020 presenterade vi vår ambition att utveckla den virtuella tvilling-upplevelsen av människor: från saker till liv. När vi ser till vår nästa horisont, 2040, kommer vi att bygga vidare på detta arv för att katalysera en metamorfos tack vare Virtual Twin Experiences for a Sustainable World.”
Men att hantera livsprocesser i ett läkarvetenskapligt perspektiv, med bl a sånt som digitala tvillingar av hjärtan (”Living Heart”), hjärnor (”Living Brain”) och andra levande mänskliga organ och kopplade processer, kräver förstås en bred samling av dagens skarpaste kompetenser; vilket är precis vad Dassault och Charles tagit sig före med: under slutet av förra året tillkännagavs därför något kallat MEDITWIN-konsortiet i närvaro av bl a president Emmanuel Macron. Konsortiet består av 14 grundande medlemmar, varav sju universitetssjukhus, Inria, startups och Dassault Systèmes. MEDITWIN kommer att erbjuda virtuella tvillingar för medicinsk praktik. Sju nya medicinska metoder kommer att utvecklas från de virtuella tvillingarna, inom neurologi, kardiologi och onkologi. Detta kommer att resultera i sju "virtuella hälsovårdsprodukter" som kommer att distribueras på en industriell molnplattform.
- Virtuella tvillingar har framgångsrikt gjort det möjligt för industrivärlden att förvandla sig mot mer hållbarhet. Idag öppnar denna teknik upp nya möjligheter för sjukvården genom att avslöja den mänskliga kroppens hemligheter – genom att förstå och representera det osynliga, säger Bernard Charlès, i en kommentar.
Klicka på rubriken för att läsa mer på PLM&ERP News.

UTVECKLING på KVANTTESTBÄDD på CHALMERS. Med en finansiering på 50 miljoner från Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse kommer svenska universitet och företag få möjlighet att utbilda sig i kvantteknologi i två steg. Utveckling och optimering sker först på kvanttestbädden på Chalmers. Tack var ett nytt avtal med IBM, blir fortsatt problemlösning i större skala möjlig på IBMs kvantdatorer via molntjänster.
Inom ramen för forskningsprogrammet Wallenberg Centre for Quantum Technology, Wacqt, pågår sedan 2018 ett arbete med att bygga en svensk kvantdator på Chalmers. Wacqt:s kvantdator är nu uppe i 25 kvantbitar, och målet till år 2029 är 100 kvantbitar.
För att utveckla och möjliggöra en höjd kompetensnivå inom kvantteknologi i Sverige, och sänka tröskeln för att använda kvantdatorer inom såväl akademi som industri, byggs en kopia av den nuvarande kvantdatorn. Det blir en testbädd med supportavdelning där forskare och företag kan prova att omvandla verkliga problem till kvantalgoritmer som sedan körs på testbäddens kvantdator. Samtidigt kan arbetet med att utveckla den ursprungliga kvantdatorn till 100 kvantbitar ostört fortgå.
− Eftersom vi är helt öppna med vad som finns under huven på vår kvantdator är det lättare och billigare att optimera algoritmerna efter hårdvaran hos oss, vilket ökar chansen för lyckade beräkningar. Samtidigt vill vi erbjuda forskare vid svenska universitet och företag möjligheten att lära sig att använda och arbeta med större och mer kraftfulla kvantprocessorer genom samarbetet med IBM, säger Per Delsing, Chalmersprofessor och föreståndare för Wacqt.
Klicka på rubriken för att läsa mer på PLM&ERP News.

Hur ska maskiner som ”talar med varandra” bli en del av industrins vardag i Europa? Vilka vinster och effekter har denna teknologi för samhället och industrier?
Det är primära frågeställningar för forskare och industri från hela Europa som just nu samlas på Luleå tekniska universitet för att planera hur ny automationsteknik kan införas i industrin över hela Europa. Men vad är det som skapar det stora intresset? Framför allt är det en lockelse att ny automationsteknik beräknas ge enormt stora miljövinster och kostnadsbesparingar. Två stora projektet som bygger på över 20 års forskningsresultat har som mål att signifikant öka industriproduktiviteten med hjälp av avancerad digitalisering och AI. Industrier som samarbetar är halvledarindustrin liksom bil-, flyg-, grön energi-, bank-, tillverknings- och processindustrin.
– Vi har redan testat teknologierna i ett stort antal branscher och har då sett 30 – 95 procents kostnads- och tidsbesparing. Och det är i branscher som bil- och gruvbranschen, där man brukar vara imponerade av resultat på 0,3 – 0,9 procents effektivisering, säger Jerker Delsing, professor i cyberfysiska system vid Luleå tekniska universitet. AIMS 5.0 och Arrowhead fPVN är två stora EU projekt med en sammanlagd budget på över 100 miljoner euro vilka samlas i Luleå för tre dagar. Projektet finansieras av EU organet Chips-JU, deltagande länder och partners.
– Det är både spännande och ger mycket gott renommé för Luleå tekniska universitet och regionen att ha ledande roller i båda dessa flaggskepps-projekt, summerar Jerker Delsing.
Men vad står Arrowhead fPVN och AIMS 5.0 för? Klicka på rubriken för att läsa mer om dessa projekt.

FLERA INTRESSERADE KÖPARE MED I BUDGIVNINGEN. Vad betyder halvledardesign-företaget Synopsys köp av simulerings- och analysföretaget Ansys? Varför förvärvar EDA-företaget (Electronic Design Automation) Synopsys denna klara kommersiella marknadsetta inom CAE-segmentet för rekordbeloppet 35 miljarder dollar, motsvarande runt 366 miljarder kronor enlig aktuell dollarkurs? Frågorna är förstås av stort intresse efter den senaste månadens spekulationer kring den affär som kom till stånd under förra veckan.
PLM-analytikern CIMdata har tittat på saken i en kommentar som publicerades i förra veckan. Och man konstaterar att, ”medan Synopsys är ledande inom EDA-segmentet, kommer förvärvet av Ansys att ge Synopsys ett betydande framsteg i sin portfölj för EDA-applikationer, särskilt inom simulerings- och analysområdet.” En tämligen given slutsats, men det finns förstås fler aspekter på denna gigantiska affär, som har alla förutsättningar att bli årets största inom PLM.
CIMdata noterar här att det finns goda finansiella incitament. Man pekar på att företagen i pressmaterialet uppskattade värdet på den totala tillgängliga marknaden för det sammanslagna företaget till 28 miljarder dollar. ”Detta ger mycket utrymme för framtida tillväxt för den kombinerade enheten från bolagens nuvarande sammanlagda intäkter” på knappa 8 miljarder dollar – av detta drar Synopsys in ca 5,8 miljarder 2023, medan Ansys siffra för 12-månadersperioden Q4 2022 t o m Q3 2023 landar på drygt 2,1 miljarder. Så pengasidan är förstås en viktig aspekt.
Men den allmänna utvecklingen på teknologisidan är ändå det som kommer att avgöra affärens relevans. Köpet understryker kort sagt trenden mot "smarta" och "intelligenta" funktioner i produkter och IIoT-tjänster inom ett brett spektrum av industrisegment. ”Detta skapar en enorm efterfrågan på elektroniksystem och anpassade ”kisel-till-system-upplägg.” Denna trend har varit synnerligen lönsam och hjälpt båda företagen att uppnå tvåsiffrig intäktstillväxt och betydande vinster.
CIMdata ser detta som en fortsättning på trenden i konvergens av domäner för mekanisk design och design av elektroniksystem, särskilt i den strategiska rollen för simulerings- och analystillämpningar i utvecklingen av elektroniksystem och skräddarsydda halvledarchips. Detta är förstås ett viktigt bakomliggande affärsperspektiv, men hur relevanta är EDA-kopplingarna som bakgrund till hela affärens gigantstorlek? Ansys har en diversifierad simulerings- och analysportfölj där egentligen bara vissa av applikationerna används i EDA-domänen. De huvudsakliga kapabiliteterna ligger inom sånt som vätskor, struktur, optik, optimering, digitala tvillingar och system-simulering som betjänar många industrier utanför elektronik- och halvledarindustrin.
För övrigt lär det ha funnits fler budgivare med i kontexten…
Klicka på rubriken för att läsa mer på PLM&ERP News.

”OROANDE FÅ OFFENTLIGA LADDNINGSSTATIONER.” Försäljningen av elfordon har växt med 55 % globalt under det senaste året, men den offentliga laddinfrastrukturen har inte hängt med.
Det hävdar Siemens Financial Services (SFS) i ett nytt insiktsdokument som uppskattar den aktuella tätheten för offentliga elfordonsladdare i ett antal länder och regioner. Tätheten beräknas både som en andel av den elektriska ”fordonsflottan” (antal offentliga elfordonsladdare delat med antalet elfordon) och som elfordonsladdare per kilometer huvudled.
Konklusionen är att nästan alla regioner som granskats uppvisar en oroande låg kvot offentligt tillgängliga laddningsfaciliteter i förhållande till antalet elfordon på vägarna eller i jämförelse med själva väginfrastrukturen, skriver bolaget i sin studie. Det är bara Kina som verkar ha gjort seriösa investeringar i offentliga laddningsnätverk för elfordon. Samtidigt når europeiska länder som Storbritannien, Frankrike, Tyskland och Spanien inte ens upp till hälften av Kinas genomförandegrad.
Dessa rön kommer i kölvattnet av tidigare forskning från SFS som uppskattar att det finns ett ”glapp” på 104 miljarder euro för den globala utvecklingen av laddinfrastruktur för elfordon, bara för perioden 2023–25. Detta ”glapp" utgörs av den infrastruktur för laddning av elfordon som ännu inte har anskaffats med smart finansiering från tredje part – d v s den som fortfarande betalar kapitalet (CAPEX - capital expenditure).
För att lyfta fram den växande ojämlikheten mellan en växande elfordonsmarknad och den aktuella bristen på offentligt tillgänglig infrastruktur som kan försörja den, pekar rapporten på det ökande intresset för nya finansieringsmodeller baserade på användning, prestanda och resultat.
Klicka på rubriken för att läsa mer på PLM&ERP News.

Pressen på den europeiska bilindustrin leder till högre innovationstakt och det är underleverantörerna, snarare än de stora bilmärkena, som driver på mest.
Det visar en undersökning av Longitude, ett företag i Financial Times-gruppen på uppdrag av Protolabs. Undersökningen omfattar 150 högre beslutsfattare inom den europeiska bilbranschen, inklusive stora bilmärken, bildelstillverkare och återförsäljare.
Av undersökningen framgår att 58 procent av återförsäljarna och 53 procent av bildelstillverkarna håller med om påståendet att de aldrig tidigare upplevt så höga krav på att innovera som nu, detta jämfört med 38 procent av de svarande från bilmärkena.
Andra intressanta fakta är att Innovation drivs framför allt av att skapa nya produkter och tjänster (42 procent), men nästan lika viktigt är att innovera för att kapa kostnader och öka effektiviteten (37 procent), vilket i sig drivs av ökade klimatkrav (34 procent).
Innovation sker allt oftare gemensamt mellan biltillverkare, konsumenter och underleverantörer och undersökningen visar att branschen som helhet upplever att det här är något man redan är bra på, (46 procent håller med.) Framförallt underleverantörer ser det som en förutsättning för att klara kravet på ökad innovation i framtiden. För de bilmärken som insisterar på att endast innovera internt, istället för att utnyttja kreativiteten i hela ekosystemet, kan det alltså bli problematiskt i framtiden.
Klicka på rubriken för att läsa mer på PLM&ERP News.

Om surrogatmodeller, multifysik-visioner och simuleringsapparnas genombrott.
Vart är simulering av multifysikfenomen på väg? PLM&ERP News ställer frågan till Ed Fontes, utvecklingschef för COMSOL Group och Multiphysics-mjukvaran, vars lösningar och marknadsposition vuxit dramatiskt de senaste åren; både vad avser teknologiutveckling och kommersiellt genomslag. Detta inte minst beroende på bolagets lansering 2017 och släpp av branschens första simuleringsappar, som i ett slag förändrade möjligheterna att sprida beslutsunderlag och simuleringsresultat till alla intressenter i utvecklingsteam och t o m i slutanvändar-ledet. Med modulerna Application Builder och Model Manager har COMSOL-användarna kunnat sprida simuleringsresultaten till dags dato mer än 200 000 användare. Något som i sin tur vässat såväl beslutsunderlag i utvecklingsarbetet som hantering av olika processer hos slutanvändare. PLM&ERP News har t ex tidigare rapporterat om Heidelberg Materials, en av världens största leverantörer av byggmaterial, som ger entreprenörer tillgång till multifysik-simulering med en simuleringsapp från COMSOL, HETT 22. Appen möjliggör för bolagets kunder att använda simulering för att fatta välgrundade beslut om kostnadseffektiva gjutningsstrategier på byggplatser. Totalt har detta resulterat i att man fått runt 1 500 användare av appen inom ramen för Heidelberg Materials.
Så där ser det ut på flera ställen varför användningen av COMSOL-lösningar närmast exploderat de senaste åren. Vilket också gäller bolagets kommersiella resultat, som 2023 landade på intäkter kring 1,5 miljarder kronor.
Därmed har Ed Fontes och medarbetarna på COMSOL fått flera kvitton på att bolagets vision, med enkelhet på ytan och djup kapacitet därunder, visat sig vara en fullträff. Grunden för framgången är Multphysics-lösningens upplägg med närmast oändligt påbyggnadsbara differential-ekvationer. Eftersom processer och produkter ofta styrs av flera fysikaliska effekter samtidigt tenderar de att uppföra sig mer icke-linjärt än linjärt. De styrs kort sagt av mer än en typ av fysik, där var och en normalt är representerad av en uppsättning partiella differentialekvationer. Med COMSOLs matematikmotor kan man bygga på dessa i princip hur långt som helst och kan på så vis beskriva den sammantagna effekten. I detta har ingen av bolagets konkurrenter ännu kommit ikapp.
- Absolut är det så, säger VPn och utvecklingschefen Ed Fontes. Teknologin ger oss ett försprång och apparna har underbyggt spridningen. När det gäller den allmänna trenden kring multifysik-simulering ser vi också att modellering och simulering från att ha varit en verksamhet exklusiv för forskningsavdelningar i stora företag, nationella laboratorier, forskningsinstitut och universitet, har sipprat ner till designavdelningar i stora som små företag. Simulering av multifysik görs idag av i stort sett alla högteknologiska företag.
Användningen av mulktifysiklösningar har alltså de senaste åren förändrats markant, konstaterar Fontes; hur då?
Klicka på rubriken för att läsa mer på PLM&ERP News.