Annons

Slaget om den digitala tvillingen: Teamcenter PLM trumfkort när Siemens går mot djupintegration

Frances Evans, Senior VP på Siemens DIS: ”Från enkla integrationsbryggor till eldesign direkt i gemensam 3D-miljö via Capital i Designcenter.”
Systemkomplexiteten i dagens mekatroniska och cyberfysiska produkter – från smarta hushållsapparater till elfordon och avancerade flygsystem – eskalerar extremt snabbt. Något som kan skapa problem - hur då? Historiskt har mekanisk design (MCAD), elsystem (kablage), elektronik (ECAD) och inbäddad mjukvara (ALM) utvecklats i separata silor. Följden har blivit trögrörliga, sekventiella processer - ofta med manuella inslag - där el- och mjukvaruingenjörer tvingats anpassa sina lösningar efter en redan fixerad mekanik. Fel som upptäcks sent i kedjan leder oundvikligen till kostsamma omgörningar och spräckta tidsplaner.
Det senaste året har dock integrationen på den digitala verktygssidan tagit fart. Ledande PLM-aktörer inser att vinnarna blir de som kan hantera alla fyra discipliner i en enda, sammanhängande digital tråd (”digital thread”).
Siemens Digital Industries Software tillhör de som hunnit längst. Bolaget var t ex tidigt ute med att integrera mekanik-, el/elektronik-, och simulerings & analys-verktygen. Storleksmässigt tillhör Siemens också världstoppen bland de kommersiella EDA-aktörerna, där Synopsys/Ansys och Cadence toppar marknaden med tillsammans en drygt 60 procentig andel, följda av Siemens/Altair. EDA-division har ända sedan köpet av Menthor Graphics 2017, kompletterat med bl a fjolårsförvärvet Altairs HPC-, AI-, simulerings- och analys-kapabiliter, kommit en bra bit på väg. Efter detta har den tyska PLM- och automationsjätten radat upp innovativa, allt bredare lösningsnyheter, med PLM-plattformen Teamcenter som ett trumfkort.
En i kontexten intressant milstolpe är sommarens lansering av flaggskepps-mjukvaran Capital. Där bolaget tidigare fokuserade på smarta integrationsbryggor mellan verktyg, flyttas eldesignen i nya Capital direkt in i en gemensam 3D-miljö. Därmed elimineras stelbenta, manuella filbyten (som STEP- eller DXF-exporter) mellan el- och mekanikavdelningarna helt.
Eftersom Capital bakats in i Designcenter och synkroniserats med Teamcenter blir också concurrent engineering – parallellt ingenjörsarbete – verklighet. El- och maskiningenjörer kan arbeta simultant i samma 3D-kontext. Om mekanikkonstruktören flyttar en komponent flaggas det omedelbart för elingenjören. Kabelstammens optimala dragning, exakta längder och diametrar beräknas automatiskt i realtid – en process som påskyndas av generativ AI.
”För första gången kan kunder kombinera marknadsledande elektrisk systemdesign – inklusive AI-driven kablageutveckling – med mekanisk 3D-konstruktion i ett enhetligt, modellbaserat arbetsflöde,” säger Frances Evans, Senior VP för Lifecycle Collaboration Software på Siemens Digital Industries Software.
Men att integrera el och mekanik löser dock bara halva ekvationen. I moderna system är det mjukvaran som väcker hårdvaran till liv. För att uppnå en sann digital tråd krävs att mjukvaruutvecklingen (ALM) kan kopplas direkt till el- och elektronikdesignen (ECAD). Hur löser Siemens detta?

Frances Evans konstaterar också att man hjälper användarna att minimera utvecklingsrisker.
”Detta samtidigt som vi accelererar innovationstakten genom ett starkare tvärvetenskapligt samarbete, tidigare insikter i designutmaningar och ett tryggare beslutsfattande vid utveckling av komplexa elektromekaniska produkter.” tillägger hon.

Hur mjukvaran flätas samman med el och elektronik
Att integrera el och mekanik löser dock bara halva ekvationen. I moderna system är det mjukvaran som väcker hårdvaran till liv. För att uppnå en sann digital tråd krävs att mjukvaruutvecklingen (ALM – Application Lifecycle Management) kopplas direkt till el- och elektronikdesignen (ECAD). Siemens löser detta genom att integrera sin mjukvaruplattform Polarion ALM med Teamcenter och elektronikverktyg som Xpedition.
I praktiken innebär denna djupa integration tre kritiska fördelar:

Från komplex elarkitektur till färdigt flygplan. Siemens Capital effektiviserar flygindustrins designprocesser genom avancerad 3D-harness-routing och AI-assisterad validering. Systemet hanterar hundratals kilometer av kablage i stora plattformar samtidigt som det förenklar den strikta certifieringen.
  • Hårdvaruberoende mjukvarukrav: När en systemingenjör definierar en funktion (till exempel en låsningsfri bromsfunktion) i Polarion, kopplas kraven direkt till den fysiska mikrokontrollern på kretskortet och till de specifika stiften i Capital-kablagechemat. Om elingenjören byter ut en kontakt eller flyttar en signalpinne, flaggas mjukvaruteamet automatiskt. Detta förhindrar att kod skrivs för hårdvarukonfigurationer som inte längre existerar.
  • Virtuell validering (HIL och SIL): Genom att koppla samman mjukvarukoden i Polarion med den fysiska el- och mekanikmodellen kan man köra simuleringar i form av Software-in-the-Loop (SIL) och Hardware-in-the-Loop (HIL). Utvecklare kan testa mjukvarans beteende mot en virtuell tvilling av elsystemet för att se hur kretsar och kablage reagerar på olika styrsignaler, långt innan fysiska prototyper har tillverkats.
  • Digital spårbarhet för regelefterlevnad: Inom strikt reglerade branscher som fordons- och medicinteknik krävs fullständig spårbarhet. Integrationen gör att man kan spåra en specifik kodrad, via testprotokollet, till det exakta kretskortet (ECAD) och kabelstammen (Capital) där den körs. Det skapar en obruten kedja från krav till färdig produkt.

Altair-uppköpet ritar om kartan mot Synopsys/Ansys
Med den nya Capital-releasen och det underliggande fokuset på den digitala tvillingen befäster Siemens sin unika position på marknaden. Den absolut största tektoniska förflyttningen på marknaden på senare tid är dock den gigantiska sammanslagningen där halvledarjätten Synopsys förvärvade simuleringsledaren Ansys. Denna affär skapade en superjätte med målet att kontrollera allt från kisel (mikrochip) till färdiga systemstrukturer.
Siemens svarade snabbt och kraftfullt på detta hot genom sitt strategiska mångmiljarduppköp av Altair Engineering. Detta drag ritar helt om maktbalansen och visar på två olika filosofier och styrkor hos de båda blocken:

Synopsys/Ansys – Styrka: Från kisel till fysikalisk simulering. Synopsys och Ansys bildar tillsammans en svårslagen duo inom halvledardesign (EDA) och extremt avancerad fysikalisk simulering. Deras styrka ligger i att optimera prestanda på chipnivå och simulera komplexa elektromagnetiska fält, termisk strålning och fluidmekanik. De närmar sig systemdesign ”nerifrån och upp” – från mikrochippets arkitektur och ut i den fysiska världen. Deras utmaning har historiskt varit att de saknar en bredare, etablerad PLM-ryggrad som hanterar hela produktlivscykeln, fabriksplaneringen och de tunga affärssystemkopplingarna (ERP).

Sömlös 3D-samkonstruktion mellan el och mekanik (Co-Design). Kopplar samman logiska elscheman (ECAD) direkt med fysisk kabagedragning i mekaniska CAD-miljöer (såsom Siemens NX). Detta gör att designteam tidigt kan upptäcka fysiska krockar, utrymmesbegränsningar och dragningsfel.

Enterprise PLM möter AI-driven simulering
Siemens var redan innan uppköpet av Altair branschledande på att hantera den breda, industriella produktlivscykeln (PLM) genom Teamcenter, samt produktion och automation på fabriksgolvet. Genom att addera Altair stänger Siemens sina egna luckor inom avancerad simulering och skaffar sig ett unikt vapen: Altairs världsledande expertis inom AI-driven simulering och dataanalys.
Där Synopsys/Ansys fokuserar på exakt fysikalisk simulering (vilket kräver enorm beräkningskraft), tillför Altair algoritmer som kan förutsäga hur system beter sig i realtid med hjälp av maskininlärning. Siemens kan nu erbjuda en ”uppifrån och ned”-strategi: de äger i form av teamcenter hela den digitala ryggraden, fabriksautomationen har de också och kan nu dessutom optimera mekatroniska system på ett mer lättrörligt, AI-stöttat sätt.
Genom att täppa till glappet mellan elsystem och mekanik i Capital, integrera mjukvaran via Polarion och växla upp simuleringsmusklerna med Altair, visar Siemens att de siktar på dominans över den digitala tvillingen. Kampen står inte längre mellan enskilda CAD- eller simuleringsverktyg, utan om vem som kan leverera det mest kompletta och intelligenta ekosystemet. För industriföretag innebär dessa framsteg att visionen om en helt automatiserad, synkroniserad och AI-optimerad produktutveckling äntligen börjar bli operativ verklighet.

Sammanfattningsvis: Siemens ligger väl positionerade med sina verktyg i en produktutvecklingsvärld där gränserna mellan hårdvara, el och mjukvara tenderar att suddas ut i moderna produkter.

Print Friendly, PDF & Email

Success Stories

Industriellt

Success Stories

Intressant på PLM TV News

Aktuell ANALYS

Aktuell Analys

Aktuell Analys

3D-printing

Block title