이 블로그 게시물은 다중 물리학 디지털 트윈을 통해 지속 가능성 문제를 해결하기 위한 블로그 시리즈의 1부입니다. 추가 응용 프로그램은 회사의 지속 가능성 목표를 달성하는 데 도움이 될 수 있는 모든 기능에 대한 보다 확장된 보기가 포함된 2부에서 다룹니다.
지구 온난화와 기후 변화는 오늘날 우리가 비즈니스를 수행하는 방식에 직접적인 영향을 미칩니다. 에너지 전환과 지속 가능성은 소비자와 업계 모두에 영향을 미치는 추세입니다.
산업의 경우 소비에너지의 1/3, 탄소배출량의 20%를 직접적으로 차지하기 때문에 그 수치는 상당히 높습니다. 나머지는 농업, 건설, 상업 서비스 등과 같은 기타 활동과 관련되어 있습니다.
모든 산업 분야에서 지속 가능한 제품과 프로세스를 개발하는 것은 제조업체에게 고품질, 저렴한 가격, 맞춤형, 개별화된 제품에 대한 전통적인 요구와 함께 비용 압박 증가와 공급망 중단으로 인해 더욱 악화되는 새로운 과제를 제시합니다. 특히 기업들은 제품의 지속가능성 영향 중 80%가 초기 구상 단계에서 형성된다는 사실을 깨닫고 있습니다. 이 문제를 해결하려면 물리 기반 디지털 트윈을 활용하는 것이 필수적입니다. 이 엔지니어링 도구는 실제 물리학과 동작을 정확하게 시뮬레이션하는 가상 표현을 제공하여 비선형 속성 간의 복잡한 상호 의존성에 대한 통찰력을 제공합니다.
제조업체는 지속 가능한 관점에 참여하기 위해 비즈니스 기준과 의사 결정 프로세스를 발전시킵니다. 정말 새로운 기회네요.
지속 가능성은 운영 라이센스가 되고 있습니다.
우리는 지속 가능성에 대한 초점이 연차 보고서와 함께 제공되는 단순한 잡지에 불과했던 지점을 넘어서고 있습니다. 새로운 거래를 성사시킬 수 있는 많은 기회를 통해 잠재 고객 및 고객과 상호 작용할 권리입니다.
지속 가능성은 선택이나 마케팅 전략에서 비즈니스의 기본 요구 사항으로 발전했습니다. 지속 가능성의 변화가 지금 여기에 있습니다. 고객, 투자자, 규제 기관은 환경에 미치는 영향과 관련하여 기업의 투명성과 책임성을 요구합니다. 정부 의제와 Fortune 500대 기업의 웹사이트를 잠깐 살펴보면 지속 가능성 의제의 중요성, 즉 “순 제로 약속”, “자본 흐름”, “자원 부족” 및 “순환 경제”를 알 수 있습니다.
엔지니어링 세계에서는 제품의 지속 가능성 영향 중 상당 부분이 초기 개념화 단계에서 형성된다는 인식이 점차 커지고 있습니다. 성능과 지속 가능성의 균형을 맞추는 행위는 다중 물리학 문제이며 다양한 응용 프로그램을 통해 방법을 보여 드리겠습니다. Simcenter 시스템 시뮬레이션 다양한 산업 부문에서 이러한 새로운 요구 사항으로 전환하는 데 도움이 될 수 있습니다.
시간이 지남에 따라 시스템 시뮬레이션의 발전을 3가지 주요 단계로 관찰할 수 있습니다.
01.- 시스템 시뮬레이션은 오래전 “Performances”로 시작되었습니다.
02.- 그 후 몇 년 전에 “컨트롤”로 확장되었습니다.
03.- 이제 오늘부터 유효한 “지속 가능성”으로의 전환이 이루어졌습니다.
지속 가능성과 관련하여 시스템 시뮬레이션으로 해결할 수 있는 과제 중 일부를 개선하면 다음과 같은 9가지 과제를 나열할 수 있습니다.
에너지 활용도와 손실을 줄이려면 시스템 효율성을 이해하고 최적화하는 것이 중요합니다. 폐기물을 피하거나 최소화하고 제품의 재활용 및 용도 변경을 보장하면 지속 가능성이 높아집니다. 여기에는 물질 낭비를 최소화하는 것뿐만 아니라 에너지의 효율적인 사용과 재활용에도 중점을 두는 것이 포함됩니다.
지속 가능성 문제를 해결하는 동안 기업은 매립을 피하기 위해 대체 또는 친환경 소재(제가 좋아하는 소재)를 채택할 수 있습니다. 시뮬레이션은 재료 변경이 기존 프로세스에 미치는 영향을 이해하고 연구하는 데 도움이 될 수 있습니다.
다음으로 인프라 그리드 또는 재생 가능 에너지 사용 및 자원 중립성(예: 물, 에너지, 유체, 석유 등의 자원 관리를 위한 친환경 건물, 데이터 센터 및 공장)을 최적화하는 동시에 배출 및 오염 물질 감소 시뮬레이션은 개인에 따라 조기 통찰력을 제공하고 최적화를 예상합니다. 요구 사항.
실제로 지속 가능한 목표를 달성하기 위해 디지털 트윈을 사용하는 것은 새로운 것이 아닙니다. Siemens에서는 2009~2011년에 시작했는데, 그 당시에는 너무 이른 시기였을 것입니다. 피카놀 ~을 위한 직기 에너지 절약 프로젝트, 유럽 공동체에 의해 설립되었습니다. 그것은 불렸다 에스토마드 “지속 가능한 기계 설계를 위한 에너지 소프트웨어 도구”를 의미합니다.
이 성공적인 프로젝트는 허용되었습니다 PICANOL은 “시장에서 가장 에너지 효율적인 직기를 설계합니다””
그런 다음 우리는 이 접근 방식을 다른 여러 산업에 적용했습니다. 시스템 시뮬레이션은 업계의 지속 가능성 문제를 해결하는 데 매우 적합하다는 점을 기억하십시오. 특히 Simcenter Amesim에는 디지털 트윈의 모든 구성 요소에 대한 전력/에너지 교환이 기본적으로 포함되어 있기 때문에 더욱 그렇습니다.
우리는 우리에게 익숙한 일반적인 산업에 해당하는 다섯 가지 부문을 식별했습니다. 열 산업 공장이나 고에너지 공장에 특히 초점을 맞추고 있습니다. 왜냐하면 이러한 회사들로부터 더 많은 지속 가능성에 대한 요청이 많이 나오기 때문입니다.
그것이 무엇인지 이해하기 위해 산업계의 실용적인 실제 사용 사례로 전환해 보겠습니다.
고객에게 두 가지 예를 빠르게 소개하겠습니다.
- 포장기계용 바이오/친환경 소재입니다. 바이오 기반 플라스틱 포장에 관한 것입니다.
- 데이터 센터를 통한 자원 관리. 이는 냉각 인프라를 위한 에너지 절약에 관한 것입니다.
🏭 📦🥡 플라스틱 소재 대신 바이오 소재 사용으로 변화 포장 기계에 직접적인 영향을 미치므로 생산을 줄이거나 중단해서는 안 됩니다. 따라서 이러한 포장 기계가 디지털 트윈과 함께 제대로 작동하는지 확인해야 하며, 그렇지 않은 경우 제품 성능을 보장하기 위해 모델 보정을 통한 조정이 필요합니다.
♻️⚡️🌡 이제 또 다른 지속가능성 사례를 소개하겠습니다. 3층 데이터센터 냉각 인프라. 디지털 트윈은 요구 사항을 충족하는 데 도움이 되며 실제 시스템의 가상 시뮬레이션을 통해 소프트웨어 개발(컨트롤러)을 검증할 수 있습니다. 따라서 최종적으로 에너지를 크게 줄일 수 있으며 냉각수도 공회전할 수 있습니다. 다음은 방법에 대해 자세히 알아보는 웹 세미나입니다. 시뮬레이션은 데이터 센터 냉각을 개선할 수 있습니다..
좋습니다. 바이오/친환경 소재의 영향과 데이터 센터의 에너지 절약에 대한 두 가지 사례를 통해 지속 가능성을 더 잘 이해할 수 있습니다. 이제 효율성 주제로 넘어가겠습니다.
여기서 목표는 현재 환경 마크(A~G 등급, 컬러 보기)가 있는 가전 제품에 사용할 수 있는 것과 같이 공장이나 산업 기계의 모든 하위 시스템에 대한 효율성 측정 기준을 명확하게 파악하는 것입니다. 실제로 이는 현재 Simcenter Amesim에서 이미 수행할 수 있는 작업입니다.
🏭♻️🎯💧 시스템 수준, 하위 시스템 또는 구성 요소에서 모든 정보를 추출할 수 있습니다. 따라서 우리는 생산 기계를 최적화하여 효율성을 높일 수 있습니다. 예를 들어 일부 디자인 변형이 있는 유압 프레스가변 속도 모터 또는 유압 어큐뮬레이터를 도입하면 상당한 에너지 절감 효과를 얻을 수 있습니다.
예를 들어, 제어까지 PID 설정을 최적화하여 진동을 방지할 수 있으므로 유휴 모드에서는 적은 에너지 소비가 시간이 지남에 따라 중요한 에너지 손실이 됩니다. 이는 에너지 절약이라는 맥락에서 실질적인 관심을 갖고 있지만 OPEX(운영 비용)와 CAPEX(자본 비용)에 영향을 미치는 에너지 가격 인상도 있습니다.
아래의 또 다른 예는 다음과 같습니다. 자전거 타이어의 가황 과정. 누구나 자전거를 가지고 있고, 친환경적인 교통수단이라는 생각을 할 수 있다는 점에서 흥미로운 사례입니다.
🏭🌱🚴 하지만 그 과정의 효율성은 1%에 불과하고 많은 에너지가 손실된다는 사실을 알고 계시나요? 사실 가류를 위해 타이어에 공기를 주입하는 증기가 있는데, 정말 비효율적이에요. 저자는 새로운 전기화 생산 기계에 대한 적응이 여전히 괜찮은지 확인하기 위해 일부 시뮬레이션과 분석이 필요한 전기화로 전환할 것을 권장합니다.
이제 마지막 예를 들어 결론을 내리겠습니다. 도자기 가마 – 설치 길이는 80m입니다(각각 2.1m 모듈 43개). 에너지 집약적 과정이라는 것은 잘 알려져 있습니다.
🏭 🌡️🔥 Simcenter Amesim 덕분에 고객은 열 전력을 제공하는 열 가스 버너를 포함한 모듈의 온도 분포를 정확하게 예측할 수 있었습니다. 뜨거운 공기가 버너 입구에 재주입되는 새로운 열회수 버너 덕분에 마침내 CO2와 마찬가지로 연료 절감 효과가 10% 증가하는 데 성공했습니다. 정말 인상적이지 않나요?
요약하자면, 제품 개발 및 제조에 지속 가능성을 수용하려면 복잡성을 탐색하고 지속 가능성을 경쟁 우위로 활용하기 위한 전략적 접근 방식, 초기 단계 고려 사항, 물리학 기반 디지털 트윈과 같은 고급 도구가 필요합니다.
이상적으로 블로그에서 논의된 실제 애플리케이션 사용 사례는 지속 가능성 목표를 달성할 때 Simcenter 시스템 솔루션이 어떻게 성공하는 데 도움이 될 수 있는지 좋은 개요를 제공합니다. 이제 이 블로그 시리즈의 2부를 읽고 지속 가능/전기화 구성 요소부터 작동 시뮬레이션까지 다른 응용 프로그램에 대한 자세한 정보를 알아보세요. 이는 지속 가능성 분야에서 혁신을 위한 새로운 길을 열어줍니다.
그리고 다음 기본 정의를 기억하십시오. “지속 가능한 발전은 미래 세대가 자신의 필요를 충족할 수 있는 능력을 손상시키지 않으면서 현재의 필요를 충족시키는 개발입니다.” 얼마나 큰 야망입니까!