Rejoignez le forum des designers !
Votre expertise est essentielle pour la communauté. Rejoignez-nous et apportez vos connaissances !
Rejoindre le forum maintenantPartagez, apprenez et évoluez avec les meilleurs professionnels du secteur.
Cet article de blog est la deuxième partie d'une série de blogs visant à relever les défis de l'industrie en matière de développement durable avec Simcenter System Simulation. Un aperçu rapide est présenté dans la partie 1 précédente avec des explications sur les raisons pour lesquelles la simulation est vraiment appropriée pour relever les défis de la durabilité.
Dans ce blog, explorons comment la simulation aide à relever les défis de durabilité des fournisseurs de composants, c'est-à-dire tout ce qui va des engrenages, pompes, compresseurs, jusqu'aux énergies renouvelables et aux économies d'énergie, ou à la simulation des opérations. Ils contribuent tous à atteindre vos objectifs de développement durable dans votre entreprise. Jetons un coup d'œil ensemble pour comprendre comment la simulation système peut vous aider.
La durabilité englobe un large éventail de sujets qui s'adressent à divers profils d'utilisateurs, s'étendant au-delà des systèmes intégrés et des machines de production pour inclure des composants individuels faisant partie intégrante des produits intelligents. En y regardant de plus près, pratiquement tous les composants des machines ont des implications en matière de durabilité. Relever ces défis dès le début du processus de conception a le potentiel de les transformer en un avantage concurrentiel durable en acquérant une compréhension plus approfondie de la physique fonctionnelle impliquée.
En pratique, nous constatons que la simulation système est bien adaptée à tous les composants. Cela concerne les engrenages, les pompes, les compresseurs, les échangeurs de chaleur, etc.
💧🌡⚡️ Vous pouvez constater que le sujet « efficacité énergétique » est toujours mentionné lors de la conception ou de la mise à niveau de ces composants. Pour les composants hydrauliques/pneumatiques, les composants thermohydrauliques ou à flux diphasique ou les systèmes électromécaniques. Avec quelques avancées supplémentaires vers des composants électrifiés.
Quelques secondes après son exécution, System Simulation peut fournir des mesures sur les pertes de puissance, l'efficacité ou les économies d'énergie, ce qui facilite l'étude de plusieurs scénarios. La simulation peut également aider à justifier l’investissement dans de meilleurs composants, à acheter des produits plus efficaces et généralement plus chers, ou à passer à des composants électrifiés qui nécessitent quelques adaptations.
⚡️🌡🔋 Concrètement, nous pouvons penser à des pompes à engrenages électrifiées, ou à des ventilateurs électriques ou tout autre composant pour remplacer vos composants existants. Vous pouvez étudier la gestion thermique des machines électriques, jusqu'à l'emballement de la batterie, pour garantir la sécurité et prévenir les risques d'incendie. Tous ces aspects doivent être formellement vérifiés au cours de votre parcours de développement durable afin de convertir les composants que vous utilisez depuis des années en composants plus efficaces ou électrifiés. C’est là que la numérisation s’avère d’une grande aide et fait la différence par rapport aux autres approches traditionnelles.
Examinons maintenant les énergies renouvelables et les économies d'énergie. Juste pour dire que nous avons une telle application énergétique avec Simcenter Amesim. Par exemple avec le Production d'hydrogène vert.
♻️💧⚡💰 Nous pouvons prédire en quelques secondes la répartition de la production d'hydrogène sur des mois grâce aux éoliennes, aux panneaux solaires, aux convertisseurs d'énergie houlomotrice et à un électrolyseur pour stocker l'énergie dans les réservoirs d'hydrogène. Au final, de l'énergie verte est produite et peut être utilisée pour vos machines de production ou vos installations d'usine, de sorte que votre empreinte carbone soit considérablement réduite.
♻️⚡🔌 On peut aussi aller plus côté électrique, avec ce jumeau numérique d'un micro-réseau vert à base d'hydrogène. L’objectif est d’optimiser l’efficacité globale du système en termes de gestion thermique. Vous pouvez vérifier votre mix énergétique (solaire, électrolyseur, combustible, pile, batterie, …) au fil des mois. Vérifier enfin qu'il est compatible avec la charge électrique et qu'il peut être correctement fourni au réseau.
☀️⚡🌻🌏 Vous pouvez même envisager d'utiliser panneaux solaires pour produire de l'électricité avec l'énergie solaire, qui peut être stockée dans des batteries avec BESS (systèmes de stockage d'énergie par batterie). Le jumeau numérique peut vous aider à trouver les paramètres optimaux de dimensionnement des panneaux solaires en fonction de votre localisation GPS (si vous êtes situé à Tokyo, Berlin, Madrid ou Détroit) avec différentes irradiations solaires, conditions météorologiques, …) pour simuler si cela suffit à fournir suffisamment d'électricité pour toutes vos usines selon les saisons ou durant les différents mois de l'année.
🚢🐟 Pour la livraison par bateau lors de l'expédition de votre production vers différents pays du monde, vous pouvez envisager une mise à niveau cargos avec rotors Flettner pour améliorer la propulsion. C'est un moyen d'augmenter l'économie de carburant et d'obtenir une réduction significative des émissions de CO2 avec juste un petit investissement.
Vous pouvez même étudier le influence des conditions de la route maritime (beau temps, mauvais temps) et la vitesse du navire (lente, rapide) sur le temps de trajet, l'économie de carburant et les émissions de CO2.
Juste pour dire que la simulation système est parfaite et bien appropriée pour atteindre de belles réalisations en matière de durabilité dans votre entreprise.
Tout le monde est très impressionné par toutes ces capacités à obtenir d’excellents résultats. Mais ce n'est pas seulement pendant le processus d'ingénierie du produit avec « Simulation pour la conception » que vous pouvez bénéficier des capacités de simulation du système pour atteindre les objectifs de développement durable. Mais également grâce à la « Simulation en opérations » où des gains pratiques significatifs peuvent être obtenus directement sur site, à proximité du périphériques matériels.
La technique « Simulation en opérations » permet d'exploiter le modèle de simulation construit pendant la phase de conception pour obtenir des informations pendant le fonctionnement de la machine ou en service. Soit avec Edge computing, soit avec Cloud computing.
Voici un exemple de « Simulation en Opérations » avec un Jumeau Numérique Exécutable (xDT). C'est un pompe à chaleur industrielle pour quartiers avec contrôle prédictif de modèle (MPC).
🏘️🌡️♻️🔥 En pratique, c'est un cycle combiné à turbine à gaz (GTCC) avec une pompe à chaleur en plus, ainsi qu'un stockage. C'est exécuté en temps réel, en utilisant une approche mixte entre les données de terrain diffusées et les résultats du modèle de simulation dynamique. Cela permet donc de prédire en temps réel le comportement futur afin de pouvoir bénéficier des fortes fluctuations des prix de l'énergie et des profils de production. Avec une réduction significative des OPEX (charges de fonctionnement). En pratique, il s'agit de logiciels (contrôleurs) et de matériel (installations) sur un système réel.
On peut également imaginer d’autres cas d’usage en opérations. Par exemple avec l’intelligence artificielle (IA) où les jumeaux numériques peuvent contribuer à générer une grande quantité de données synthétiques. Cela remplacerait donc la génération de données par des périphériques matériels dans les opérations, qui doivent être répétées jusqu'à ce qu'un nouveau scénario soit trouvé, en ligne. Les simulations haute fidélité peuvent rapidement imiter le comportement du matériel, générer les données nécessaires et réduire les coûts, en étudiant de nombreux scénarios en quelques secondes d'exécution. Ainsi, les données virtuelles peuvent être complétées par les données opérationnelles réelles, pour entraîner les algorithmes d'IA dès le départ, hors ligne.
En conclusion, nous pouvons étendre la portée de la simulation de système pour aider à atteindre les objectifs de durabilité, jusqu'à une production durable au niveau de l'usine. Généralement, les clients souhaitent obtenir des mesures de transparence en matière de CO2, optimiser leur gestion énergétique ou mieux savoir comment utiliser les énergies renouvelables sur site.
🏭🚗🚚 Visez la neutralité carbone de votre usine, en mettant en œuvre des énergies renouvelables ou des chariots élévateurs à pile à hydrogène, des batteries ou en vous engageant dans l'électrification des processus. De nombreuses options technologiques sont disponibles. La simulation de système peut certainement fournir des informations pour sélectionner les meilleures options, systèmes de stockage et configurations d'usine tout en optimisant le coût d'exploitation. On peut également prendre en compte les bâtiments industriels, leur CVCR ou les systèmes environnants pour devenir plus durables. Cela aide à prendre des décisions stratégiques pour faire évoluer vos usines ou installations d’assemblage vers des opérations neutres en carbone. Quel bel objectif !
Il est maintenant temps de résumer les principaux avantages de l'utilisation de la simulation de systèmes pour le développement durable.
- Faites progresser vos activités de développement durable, car les solutions Simcenter System Simulation offrent toutes les fonctionnalités prêtes à l'emploi nécessaires : les outils d'analyse d'énergie/puissance, pour vérifier l'impact des biomatériaux, pour minimiser les ressources,…
- Relevez de nouveaux défis ou exigences avec la simulation de systèmes alors que les industries s'orientent vers des options plus durables.
- Il existe également certaines certifications comme ISO 50'001 et quelques autres qui aident les organisations à intégrer la durabilité dans leurs opérations quotidiennes.
- Enfin, envisagez une bonne compréhension des attentes, en considérant des objectifs verts avec des économies d'énergie, et pas seulement des économies de coûts. Dans un tel cas, la simulation système est tout à fait appropriée pour réussir.
Si vous l'avez manqué, veuillez lire la première partie de cette série de blogs pour avoir un aperçu général de la façon dont la simulation de système vous aide à réussir votre parcours de développement durable grâce à la numérisation.
Rejoignez le forum des designers !
Votre expertise est essentielle pour la communauté. Rejoignez-nous et apportez vos connaissances !
Rejoindre le forum maintenantPartagez, apprenez et évoluez avec les meilleurs professionnels du secteur.