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西门子智能制造成都创新中心为中国“智能+”战略提供全方位支持。仿真工作涉及到多个技术环节,过去十年间,西门子通过持续收购融入更多技术应用,逐步扩大产品组合,最终根据客户期待进行模型管理。而这个关键的“模型”,即是“数字双胞胎技术”核心概念。
Siemens PLM Software仿真与测试高级副总裁Jan Leuridan博士针对仿真和测试相关的应用做了简单的介绍。他表示对于Simcenter,通过预测产品的性能,去验证开发出来的产品是否达到了最初设定的需求是非常重要的,也就是所看到的产品开发趋势的变化。基于模型的工程,创成设计、创成工程等,产品开发的新趋势都由仿真能力做支持。
在Siemens PLM Software的业务大板块之下,仿真和测试业务扮演着重要角色,包括NX解决方案。同时,西门子收购了LMS、CD-adapco、TASS以及Mentor的很多应用,产品组合不断扩大。
在Siemens PLM Software为什么要大力投资仿真应用方面,Jan Leuridan认为,仿真和测试对于应对客户所面临工程方面的挑战越来越重要,分为四大板块:
一、智慧系统。
二、无人驾驶。
三、持续的开发。
四、物联网。
Jan Leuridan强调,在Simcenter的一系列产品组合中,最重要的是系统的仿真,可以助力提升仿真多物理系统的性能,包括针对CAD、CAE及CFD用于更细致的分析等。应用于众多领域,最主要的一点是解决“需求”,即对产品开发的各个阶段进行相应的性能分析。当然不只是关注仿真,同时还有测试。从某种角度看,仿真功能已经到头,需要进行相应的测试来补充仿真,只有仿真与测试双管齐下才能进行创新。
持续投资是为了提高仿真能力。主要集中在四个方面,以便更好的支持多物理分析:一是扩大范围,二是提供真正的行业洞见,三是企业协作,四是终极目标。针对客户要求,加速开发的过程、工作流程、提高效率,以及更快地获得更高投资回报率。因此优化仿真的工作流程和用户体验,使它更加简便,能够更好的集成并融入到设计环节中。此外,与客户直接进行沟通,解决实际过程中遇到的问题,辅以工程服务,也是Siemens PLM Software非常重要的核心因素。
仿真技术明显的差别在于无人驾驶汽车和电动汽车的开发。例如一个非常重要的产品服务——主动噪音控制。如今电动汽车的发动机是非常安静的,对于用户而言,希望能运用主动噪音控制服务或者装置,真正消除路面上的噪音,或是风吹动所带来的的噪音。对于无人驾驶汽车,仿真需要针对不同的路况、工况进行模拟测试。
Jan Leuridan表示,扩大仿真能力首先需要内部的开发、研发,同时通过一系列的并购、收购来获得新的能力比如NVH测试,包括噪音、振动等等,对于电动汽车的开发非常重要。电动机有齿轮箱,相对要求还是静音。解决方案应用在整个汽车行业中,主要看装配的最后环节,检测电机的发动机和齿轮是否达标,运用NVH进行相应的检测,并及时反馈给工程、设计部门或是装配线,进一步甄别。
关于仿真与测试,重点关注的是产品开发过程中的验证环节。越来越多的需求是把仿真用到创成工程中,一方面是基于模型的工程,或与物联网进行融合,包括可移植性的数字双胞胎。除了产品研发过程,产品使用的过程中也运用仿真。另一方面则是利用模型来支撑和推动整个开发流程。
Jan Leuridan总结道,研发下一代产品的客户越来越依赖仿真,仿真和测试能够起到革命性的作用,这也是Simcenter为什么能够在Siemens PLM Software大的业务板块下脱颖而出的重要原因。
采访环节整理:
记者:在Siemens PLM Software的并购路线图中,仿真相关软件占据了较大的比重,可能其它领域的软件只收购一个就可以,但是仿真领域,西门子一直在不断收购软件。我比较关注的是西门子怎么把仿真和测试业务更好整合在一起?目前西门子在仿真领域有了哪些阶段的成果,未来的规划是怎样的?
Jan Leuridan:仿真区别于设计和CAD,因为仿真是由多个元素、多个环节构成的,包括多体物理等互相融合。关注客户期待的角度,一般收购一家公司之后,客户对我们的期待有两点;第一,收购的公司在市场上有相应的应用被客户所使用,他们就期待我们不断做出相应的更新。第二是要不断去融合和整合所收购的公司所生产出来的APP,客户期待能致力于开发工作流程,服务于仿真,这样能真正产生协同效应,1加1大于2,产生乘数效应。另外,客户希望我们能融合具体的仿真和系统层面上的仿真,例如Simcenter能将一维和三维融合起来。当然生命周期管理方面是我们的主营业务,所以公司也期待我们能真正把仿真和主营业务很好融合起来,在模型管理方面,客户期待我们创建的工作流程能支持我们真正把具体的需求和仿真能真正对接起来,把三维、CAE(计算机辅助工程)、一维真正很好融合起来。如何为用户创造价值方面来进行相应的整合。
价值来源于两方面,第一是我们要大笔投资已经收购的公司所生产出来的APP,第二就是如何把收购的APP进行整合起来,产生协同效应,统一工作流程。同时,有一些Siemens PLM Software的软件用户,他们期待我们能真正越来越多把所有的仿真能力和西门子的主营业务,也就是产品生命周期管理软件融合起来。
记者:我的问题是关于汽车制造的。西门子率先在市场上提出数字化双胞胎,对于汽车制造方面的产品设计、仿真、测试和数据管理,有没有一套全面的解决方案?比如三维CAE,如何实现数字化双胞胎的真正价值?
Jan Leuridan:首先非常重要的一点,数字化双胞胎不仅仅是关于所谓的集合,它其实涉及所有方面,包括功能(如机械和电气)等方面,这是数字双胞胎非常重要的理论基础。在西门子内部,有一系列的能力开发在支撑着数字双胞胎,可以在所有的、对于客户非常重要的领域来应用开发相应的数字双胞胎。我们希望数字化双胞胎的产品能够融入到整个流程当中。我给大家举一个例子,比如我们要生产车的齿轮箱和传动装置,首先要有一个机械模型,这个机械模型就是数字化双胞胎,这里面传动装置就涉及到机械和动力等。我们需要把它交给机械工程师,从专业机械动力学的角度,来思考和进行相应的开发。同时也会把模型交给控制工程师,从控制的领域来做相应的开发。数字化双胞胎不是为一个人所用和制作,它会用于推动所谓的基于模型的开发,或者说是连接的工程等,这些对于数字化双胞胎都非常重要。所以我们并不仅仅是要打造一个非常精确的模型,还要让它变成有力的资产,能够在整个开发流程当中都能使用。集成,并不是说要把所有的环节、事物放在一个平台,而是创造出来的模型如何进行融合,如何让它在整个开发流程当中让各利益相关方使用。对于连接工程而言,数字化双胞胎是非常重要的推动者。
记者:创成式设计对仿真效应的要求可能要比传统的仿真验证要高一些,甚至要求实时仿真。实时仿真可能是未来仿真市场的发展方向,西门子在这方面如何保障仿真效率能促进创成式设计和创成式工程在客户生产流程当中的应用?客户应用过程当中还需要增材制造来做生产方面的配合,在这方面西门子能给客户带来什么支持?同时提到创成制造、增材设计时,大家可能会想到新材料和材料仿真方面的问题,材料仿真是不是西门子现在或者未来关注点?
Jan Leuridan:仿真是大力投资的领域,创成式设计有赖于迅速仿真,速度快肯定是非常重要的。流程是从需求出发进行仿真和设计,如果速度慢的话就可能会被淘汰。目前正在投资另一个针对创成设计交互式的仿真,通过交互式仿真最后反馈给设计师,因为当设计师设计一件作品的时候,我们的后台必须有一个人来确保设计师不会做出非常糟糕的决定。在设计的过程中,需要结合仿真和需求。针对不同的要求,我们有不同的仿真技术。总而言之,有一些需求是需要时间的,不能够操之过急。即便对于创成式的工程快速仿真非常重要,但站在务实的角度来谈,确实也有一些领域的仿真需要花费更多的时间,也需要更稳定、更高性能的计算才能完成任务。另外,谈到增材制造,比如纤维的方向等,需要在分析后,才能设计、生产出合适的部件。事实上,研发团队也在不断发力,尤其是针对材料的微仿真。在这方面,关于增材制造,我们希望给客户更大的自由度,来优化他们的设计,包括设计的外形及其他方面。如果扩大这个领域的部署,说到材料工程,就是一个比较复杂的过程了。例如我们的一个客户是欧洲的一个飞机制造商,他们就在使用我们仿真的解决方案,其中就包括微型的仿真,这是非常重要的领域,我们希望在这个领域当中能优化材料微结构,提升部件设计。Siemens PLM Software是一个重要的软件供应商,此外西门子也是一个大型的集团,其中有很多板块,内部也有很多专业的知识,我们在内部也在与西门子旗下其它的品牌一起开发新的能力。事实上西门子其他内部业务板块也是我们非常大的客户来源,也是我们专业知识的来源。
记者:我想问一下关于自动驾驶的问题。现在很多企业对无人驾驶的测试投入很大,例如英伟达也有推出一款自动驾驶仿真测试系统,所以说相比友商,西门子的竞争差异体现在哪些方面?
Jan Leuridan:有四个方面不同;第一,对于芯片工程师来说,他必须在把芯片放入硅的结构里面之前,检查他的设计是否正确,这方面只有我们有这样的解决方案,能够让这个芯片的设计师有能力去检查无人驾驶的所有功能。我们最新发布了一款新的产品,叫PAVE360,是把我们在集成电路设计的各环节连接起来,这个应用就是西门子的仿真。第二个就是虚拟仿真能力,在英伟达解决方案里,其中有一个解决方案涉及传感器的建模。有关传感器的虚拟模型,只有西门子这边才可以拿到,去检测包括雷达在内的的所有部件运行条件如何,同时还会和传感器供应商合作。英伟达也需要传感器的模型,但是在这方面西门子是独一无二的。第三个就是关于系统的验证,这方面西门子是唯一一家能够提供全方位验证服务的,从仿真、全虚拟、半虚拟、半现实到最后的路测,我们有这样的解决方案和能力来实现全过程的验证。第四,西门子不仅仅有PLM,还有汽车板块的业务,主要是为无人驾驶设计智能交通的体系,它能帮助我们理解如何帮助客户把通讯系统和智能交通很好融合起来,从而来优化汽车的功能,这就是我为什么说西门子有从芯片的设计到最后的实际雏形的全方位全局性的解决方案。