Daimler Truck, är idag ett eget bolag, avknoppat från Daimler AG-koncernen. Bolaget är i tuff konkurrens med svenska Volvo Group världens största lastbils- och busstillverkare, med branschledande positioner i Europa, Nordamerika och Asien och med mer än 35 större anläggningar runt om i världen. Med mer än 100 000 anställda förenar bolaget sju varumärken under ett tak: Freightliner, Western Star, Thomas Built Buses, Mercedes-Benz, Setra, BharatBenz och FUSO. Det är alltså en global spelare med stor tyngd som väljer att bygga upp en simulerins- och analysmiljö baserad på digitala tvillingar enligt Siemens’ koncept.
FASADE UT CATIA TILL FÖRMÅN FÖR NX CAD
Till saken hör att Daimler-koncernen tog ett stort kliv mot den miljö man har idag i samband med att man under åren runt 2015 beslutade sig för att fasa ut Dassault Systemes mjukvaror, framför allt CAD-programmet CATIA V5, för att istället gå över till en mer renodlad produktutvecklingsmiljö, baserad på Siemens flaggskeppsprodukt inom CAD, NX. Redan sedan tidigare hade man Siemens Teamcenter som produktdata backbone.
Att man nu går vidare och expanderar Siemens-miljön är dels en indikation på att den fungerar bra och dels att den teknologiska praktik och vision som Siemens-folket demonstrerat för Daimler Truck ligger på en sådan nivå att den anses täcka in de framtida behoven inom e-Mobilitet.
Klart är också att en rad prominenta automotiveföretag är användare av STAR-CCM+. Några exempel är Volvo Group, Volkswagen-ägda SCANIA, Volvo Cars, Polestar, och Jaguar Land Rover.
Ett annat faktum är att S&A-lösningar alltid är betydligt mer kostsamma att investera i än t ex CAD-säten. Medan en större användare kan få upp till 50-procentiga rabatter som storkund på CAD-sidan, lämnas ofta få eller marginella prisreduktioner på de betydligt dyrare CAE-mjukvarulicenserna.
En CAE-licens kan vara upp till 3 eller 5 gånger så dyr, beroende på vilka kapabiliteter den omfattar.
UPPRÖRDE DASSAULT-CHEFEN
STAR-CCM+ var en av lösningarna som Siemens fick när man köpte CD-adapco 2016 för 970 miljoner dollar. På köpet fick man mjukvarulösningar som täcker ett brett spektrum av tekniska discipliner inklusive fluiddynamik (CFD), solidmekanik (CSM), värmeöverföring, partikeldynamik, reaktant flöde, elektrokemi, akustik och reologi.
Tveklöst ett attraktiv ”paketinnehåll” alltså. Något som inte minst bekräftades av den budgivning på CD-adpaco som föregick köpet, med framför allt Dassault Systemes (DS) involverade. Det lär också ha varit synnerligen upprört när DS-chefen, Bernard Charles, fick klart för sig att han förlorat budgivningen.
Vi ska också tillägga att dagens annonserade affär förutom mjukvara innebär att Siemens och Daimler Truck ska samarbeta i utbildningen av unga ingenjörer för att skapa simuleringsspecialister på hög nivå som kommer att hjälpa till att säkerställa att Daimler Truck behåller sitt ledarskap på marknaden.
• Vätskedynamik, fast mekanik, vätske-strukturinteraktion, värmeöverföring, partikeldynamik, reagerande flöde, elektrokemi, flerfasflöde, partikeldynamik, reagerande flöde, elektrokemi, elektromagnetik, akustik och reologi.
• Replikering av stela och flexibla kroppsrörelser med tekniker inklusive mesh morphing, overset mesh och sex frihetsgrader (6DOF) rörelse. Realism genom multifysik.
• Kombinera de olika fysik- och rörelsemodellerna i en enda simulering för att täcka dina specifika applikationer.
MED DEN DIGITALA TVILLINGEN FRÅN START TILL MÅL
En miljö uppbyggd kring Siemens’ digitala tvillingskoncept är alltså en av huvudpunkterna i dagens annonserade affär. Allmänt ska noteras att koncept med en digital tvilling hittills fått ett stort genomslag på marknaden. Analytikern Gartner hävdade i en tidigare undersökning att att hälften av alla stora industriföretag redan 2021 skulle använda sig av digitala tvillingar. Den förväntade tillväxttakten är motsvarande hög. Marknadsundersökningar utförda av analytiker på Grand View Research förutspår faktiskt att marknaden för digitala tvillingar kommer att nå 26 miljarder dollar år 2025 – en årlig tillväxt på cirka 38 procent.
Idén med att etablera digitala tvillingar är inte heller ny för Siemens. Företaget har sedan en följd av år systematiskt utvecklat lösningar kring detta konceptet. Målet är att via tvillingar, över hela organisationen, gå mot ett läge där företag kan hantera och styra allt som har med den digitala 3D-modellens – och förstås också den fysiska ekvavilentens – produktlivcykel att göra. Från start till mål så att säga, inkluderande allt från produkt-förstudier, -utveckling och -tillverkning, till sånt som förebyggande underhåll och produktionstillväxtstrategier på eftermarknadssidan.
Det är ett rejält grepp, men den tyska PLM-utvecklaren har tagit tanken på djupaste allvar och kläcker nu i ett rasande tempo, lösningar som bygger upp dessa helhetskoncept. Man är inte framme, men har kommit en bra bit på väg; i helhetsperspektiv längst av alla, inte minst när det gäller sammankopplingen av produktutveckling och tillverkningsautomation.
EN HÖRNSTEN I INDUSTRY 4.0-UPPLÄGG
Den digitala tvillingen är alltså en hörnsten, inte minst i Industri 4.0-upplägg. Den ska s a s kunna hängas på all information – simulerings- och analys-resultat inkluderat – som behövs i alla produktens ”livsfaser”, för att på sin ideala nivå inte bara ”själv” kunna tala om hur den ska tillverkas, vilka resurser som krävs, utan också t o m kunna tala om för slutanvändaren hur, var och när det behövs underhållsåtgärder.
För att det digitala tvillingupplägget ska vara fullt genomförbart förutsätter det således att det också finns digitala kopior av allt som omgärdar och är kopplat till framtagningen av en digital utvecklad produkt. Medan en digital tvilling kan vara värdefull för simulering och beräkning i utvecklingsskedet, kommer i tillverkningsskedet ytterligare värden i dagern, utgående från det faktum att tvillingen i tillverkningen skickar in och ständigt uppdaterar data till den maskin som bearbetar, positionerar och justerar t ex ett ämne som ska bli till en specifik fysisk modell.
ETT VIKTIGT STEG FÖR DAIMLER
Klart är att Daimler Truck med dagens besked om en satsning på att bygga upp en digital tvillingmiljö kring sitt simulerings- och analysarbete tar steg i en riktning med starka kopplingar till hur framtiden kommer att se ut: Digitala tvillingar accepteras alltmer i utvecklingen av produkter, fabriksanläggningar och hela system.
Bara i denna senare beskrivning framgår att just multifysik-kapabiliteter är viktiga. Att simulera ett system i taget, som tidigare varit paradigmen, har förstås ett värde, men ett begränsat sådant. System av system innebär exempelvis att det kan finnas korseffekter där den ena effekten påverkar ett annat närliggande system, t ex via värmeeffekter. För att få reda på hur helheten av system av system fungerar tillsammans blir därmed en multifysisk angreppsvinkel avgörande för att skapa en helhetsbild.
Tack vare denna trend kan vi faktiskt förvänta oss att tekniken också accepteras för certifieringar som säkerhets- och miljöstandarder. Inom överskådlig framtid kommer kanske t o m produkter att levereras med sina digitala tvillingar. Det kommer att tillåta användare att till exempel testa och förutsäga hur modifieringar av en elmotor, en byggnads design eller en fabriks produktionsprocess kommer att påverka energianvändning och effektivitet.
SIMULERING ÖKAR SPEEDEN I UTVECKLINGSARBETET
I en blogpost diskuterar Siemens Jean-Claude Ercolanelli kring en nyligen genomförd undersökning av 177 tillverkare gjord av analytiker- och research-företaget Tech-Clarity. Enligt denna undersökning rapporterade 99 % av företagen in fördelar genom att använda simulering för att förnya och optimera design på kortare tid. Forskningsstudien fann att den senaste simuleringsmjukvaran ger företag en konkurrensfördel genom att möjliggöra snabbare samarbete mellan team, minska test- och utvecklingstider och leverera bättre produkter. Det avgörande är att toppresterande organisationer och personer har nästan dubbelt så stor sannolikhet som andra att ha effektiva processer på plats för att optimera sina produkter, och 74 % menade att en av fördelarna med att använda simulering är bättre produkter.
Här menar nu Ercolanelli att det bland annat ovanstående skäl som Daimler Truck har valt att satsa på Siemens Simcenter STAR-CCM+ programvara för att omvandla sin CAE-utvecklingsprocess till en fullständig digital dubbeldriven multifysikmiljö.
VÄTSKEDYNAMISKA OCH TERMISKA ASPEKTER
Teknikområdesmässigt täcker STAR-CCM+ alla vätske- och termiska aspekter av design, vilket gör att ingenjörer kan titta på avvägningar med flera attribut för att minimera energianvändningen, samtidigt som prestanda bibehålls och säkerställer effektiv kylning av batterier och elektronik. Detta inkluderar analys av fordonsmotstånd eftersom över 52 procent av bränsleförbrukningen beror på den kraft som behövs för att övervinna vindmotstånd.
Vidare, hävdar Jean-Claude Ercolanelli att Simcenter STAR-CCM+ underlättar minskningen av luftmotståndet i designen utan att påverka kylluften. Flerfas-simulering hjälper också till att förbättra fordonens komfortfaktor – minskar smuts på sidorutor, speglar och sensorer för att förbättra användarens synlighet och autonoma systemprestanda i hårt väder.
DJUPARE FUNKTIONSINSIKTER
När det gäller STAR-CCM+ så kom en ny version i mitten av fjolåret. En huvudpoäng i denna är att man fått Amazon Web Services, AWS, HPC-kompetensstatus (High Performance Computing). Enkelt uttryckt innebär detta att lösningen kan optimera sina HPC-arbetsbelastningar för prestanda och effektivitet med hjälp av AWS molninfrastruktur.
Men det finns mer intressant i den nya versionen av denna multifysik- och CFD-programvara: bl a innehåller den nya funktioner för att vässa modelleringen av dagens alltmer komplexa produkter. En följd av detta är att produktutvecklare kan bredda utforskningen av designmöjligheterna och att den prestandahöjning som följer med den nya versionen innebär att allt detta kan göras snabbare.
Annat är att Simcenter STAR-CCM +, ”kan bättre modellera komplexiteten i dagens produkter genom elektromagnetiska simuleringar.”
– För alla applikationer med elektriska kretsar, inklusive elektriska maskiner, brytare och batterier, kan ingenjörer nu spara betydande tid med den nya Electric Circuit Editor, säger Daryl Snider.
Ingenjörer kan enligt detta resonemang skissa sofistikerade kretsar med ett lättanvänt och intuitivt grafiskt gränssnitt, vilket förbättrar kretsmodellens användbarhet och sparar värdefull utvecklingstid.
Siemens uppger vidare att versionen utökar täckningen för elektromagnetiska applikationer för elektriska maskiner med introduktionen av en ny excitationsspolmodell, vilket möjliggör design av maskiner med högre effektdensitet med slutna spolar, som de som finns i maskiner med axiellt flöde.
– Simcenter STAR-CCM + fortsätter att utöka sina möjligheter för att modellera komplexiteten i dagens produkter genom integrerade multifysiska CFD-simuleringar, summerar Snyder och tillägger:
– Dessa förbättringar gör det möjligt för användare att utnyttja denna ökande komplexitet som en konkurrensfördel för att konstruera mer innovativt.
