Bu blog yazısı, çoklu fizik dijital ikiziyle Sürdürülebilirlik zorluklarınızı ele almaya yönelik bir blog serisinin 1. Bölümüdür. Şirketinizdeki Sürdürülebilirlik hedeflerinize ulaşmak için yararlanabileceğiniz tüm yeteneklerin daha geniş bir görünümünü içeren ek uygulamalar Bölüm 2'de ele alınmaktadır.
Küresel ısınma ve iklim değişikliği bugün iş yapma şeklimizi doğrudan etkiliyor. Enerji dönüşümü ve sürdürülebilirlik, hem tüketicileri hem de sektörü etkileyen trendlerdir.
Sanayi için rakamlar oldukça yüksek çünkü doğrudan tüketilen enerjinin 1/3'ünü ve karbon emisyonlarının %20'sini oluşturuyor. Geri kalanı tarım, inşaat veya ticari hizmetler vb. gibi diğer faaliyetlerle ilgilidir.
Tüm endüstrilerde sürdürülebilir ürünler ve süreçler geliştirmek, üreticiler için yüksek kaliteli, uygun fiyatlı, özelleştirilmiş ve kişiselleştirilmiş ürünlere yönelik geleneksel taleplerin yanı sıra, artan maliyet baskıları ve tedarik zincirlerindeki aksaklıklarla birleşen yeni zorluklar ortaya çıkarıyor. Özellikle şirketler, bir ürünün sürdürülebilirlik etkisinin %80'inin önemli bir bölümünün ilk konsept aşamasında şekillendiğinin farkına varıyor. Bu sorunu çözmek için fizik tabanlı bir dijital ikizden yararlanmak zorunlu hale geliyor. Bu mühendislik aracı, gerçek dünya fiziğini ve davranışını doğru bir şekilde simüle eden sanal bir temsil sunarak doğrusal olmayan nitelikler arasındaki karmaşık karşılıklı bağımlılıklara ilişkin içgörüler sağlar.
Üreticiler sürdürülebilir bir bakış açısına sahip olmak için iş kriterlerini ve karar verme süreçlerini geliştirdikçe. Bu gerçekten yeni bir fırsat.
Sürdürülebilirlik faaliyet gösterme lisansına dönüşüyor
Sürdürülebilirliğe odaklanmanın neredeyse yıllık rapora eşlik eden gösterişli bir dergi olduğu noktanın ötesine geçiyoruz. Yeni fırsatlar elde etmek için birçok fırsatla birlikte potansiyel müşteriler ve müşterilerle etkileşim kurma hakkıdır.
Sürdürülebilirlik bir tercih ya da pazarlama stratejisi olmaktan çıkıp işletmeler için temel bir gereksinim haline geldi. Sürdürülebilirlik değişimi ŞİMDİ burada. Müşteriler, yatırımcılar ve düzenleyiciler, çevresel etkileri söz konusu olduğunda şirketlerden şeffaflık ve hesap verebilirlik talep ediyor. Hükümet gündemine ve Fortune 500 şirketlerinin web sitesine hızlı bir bakış, sürdürülebilirlik gündeminin önemini ortaya koyuyor: “net sıfır taahhütler”, “sermaye akışı”, “kaynak kıtlığı” ve “döngüsel ekonomi”.
Mühendislik dünyasında, ürünün sürdürülebilirlik etkisinin önemli bir kısmının ilk kavramsallaştırma aşamasında şekillendiğine dair artan bir farkındalık var. Performans ve sürdürülebilirliği dengeleme eylemi çoklu fizik problemidir ve çeşitli uygulamalarla bunun nasıl yapılacağını göstereceğiz. Simcenter Sistem Simülasyonu çeşitli endüstriyel sektörlerde bu yeni gereksinimlere geçişe yardımcı olabilir.
Sistem Simülasyonunun zaman içindeki gelişimini 3 ana adımda gözlemleyebiliriz.
01.- Sistem Simülasyonu uzun zaman önce “Performanslar” ile başladı.
02.- daha sonra bir yıl önce “Kontroller”e doğru genişledi.
03.- artık bugünden itibaren geçerli olan “Sürdürülebilirlik”e geçiş var
Sürdürülebilirlik konusunda Sistem Simülasyonu ile çözülebilecek zorluklardan bazılarını detaylandırırsak bu dokuz zorluğu sıralayabiliriz.
Sistem verimliliğini anlamak ve optimize etmek, enerji kullanımını ve kayıplarını azaltmak için çok önemlidir. Atıkları önlemek veya en aza indirmek ve ürünlerin geri dönüştürülmesini ve yeniden kullanılmasını sağlamak sürdürülebilirliği destekler. Bu sadece malzeme israfını en aza indirmeyi değil aynı zamanda enerjinin verimli kullanımına ve geri dönüşümüne odaklanmayı da içerir.
Sürdürülebilirlik sorunuyla mücadele ederken şirketler, çöp depolama alanlarından kaçınmak için alternatif veya biyo-çevre dostu malzemeleri (benim sevdiğim malzeme) benimseyebilir. Simülasyon, malzemedeki değişikliğin mevcut süreç üzerindeki etkisinin anlaşılmasına ve incelenmesine yardımcı olabilir.
Daha sonra altyapı şebekesini veya yenilenebilir enerji kullanımını ve kaynak tarafsızlığını (ör. daha yeşil binalar, veri merkezleri ve fabrikalar) optimize ederken su, enerji, sıvılar, petrol, emisyonlar ve kirleticileri azaltma simülasyonu ile kaynak yönetimi için erken öngörüler sağlar ve bireysel gereksinimlere göre optimizasyonu öngörür. Gereksinimler.
Aslında sürdürülebilir hedefe ulaşmak için dijital ikizin kullanılması yeni değil. Siemens olarak 2009-2011'de başladık, o zamanlar belki biraz erken. PİKANOL için dokuma makineleri enerji tasarrufu projesiAvrupa Topluluğu tarafından kurulmuştur. çağrıldı ESTOMAD “Sürdürülebilir Makine Tasarımı için Enerji Yazılım Araçları” anlamına geliyor.
Bu başarılı projeye izin verildi PICANOL “piyasadaki en enerji tasarruflu dokuma tezgahlarını” tasarlayacak”
Daha sonra bu yaklaşımı diğer birçok sektöre uyguladık. Sistem Simülasyonunun sektördeki sürdürülebilirlik zorluklarını çözmeye çok uygun olduğunu unutmayın. Özellikle Simcenter Amesim ile, çünkü dijital ikizlerin tüm bileşenleri için güç/enerji alışverişini varsayılan olarak içeriyor.
Aşina olduğumuz genel sektörlere karşılık gelen bu beş segmenti belirledik. Bu şirketlerden daha fazla sürdürülebilirlik yönünde birçok talep geldiğini gördüğümüz için termal endüstriyel veya yüksek enerji fabrikalarına özel olarak odaklanıyoruz.
Ne olduğunu anlamak için endüstrilerdeki pratik gerçek kullanım durumuna geçelim.
Müşterilere hızlı bir şekilde iki örnek sunacağız:
- Paketleme makineleri için biyo/çevre dostu malzeme. Biyo bazlı plastik ambalajla ilgili.
- Veri merkezleri ile kaynak yönetimi. Soğutma altyapıları için enerji tasarrufu ile ilgilidir.
🏭 📦🥡 plastik malzemelerin yerine biyo-materyallerin kullanılması paketleme makinelerine doğrudan etkisi varsa üretimi azaltmamalı veya durdurmamalıdır. Bu nedenle, bu paketleme makinelerinin dijital ikizleriyle hala düzgün çalışıp çalışmadığının kontrol edilmesi ihtiyacı ve eğer değilse, ürün performansını sağlamak için model kalibrasyonu ile uyarlamalara ihtiyaç duyulmaktadır.
♻️⚡️🌡 Şimdi başka bir sürdürülebilirlik olgusunu tanıtalım. 3 katlı veri merkezi soğutma altyapısı. Dijital ikiz, gereksinimlerin karşılanmasına yardımcı olur ve gerçek sistemin sanal simülasyonu, yazılım geliştirmenin (kontrolör) doğrulanmasına olanak tanır. Böylece sonuçta enerji ve ayrıca soğutma sıvısının kuru çalışması önemli ölçüde azaltılabilir. İşte nasıl daha derinlemesine inceleyeceğimiz bir web semineri simülasyon veri merkezi soğutmasını iyileştirebilir.
Helal olsun, biyo/çevre dostu malzemelerin etkisi ve veri merkezlerinde enerji tasarrufu hakkındaki bu 2 örnekle sürdürülebilirliği daha iyi anlayabiliriz. Şimdi verimlilik konusuna geçelim.
Buradaki amaç, bugün eko-etiketli Ev Aletleri (A'dan G'ye sınıflar, renkli görünüm) gibi, tesislerdeki veya endüstriyel makinelerdeki tüm alt sistemler için verimlilik ölçümlerine ilişkin net bir görüş elde etmektir. Aslında bugün itibariyle Simcenter Amesim'de yapılabilecek bir şey.
🏭♻️🎯💧 Tüm bilgileri sistem seviyesinde, alt sistemlerde veya bileşenlerde çıkarabiliyoruz. Böylece üretim makinelerini verimliliklerini artıracak şekilde optimize edebiliriz. Örneğin bazı tasarım çeşitlerinin bulunduğu hidrolik presDeğişken hızlı motor veya hidrolik akümülatörün kullanılması önemli ölçüde enerji tasarrufu sağlar.
Örneğin kontrollere kadar PID ayarları, salınımları önleyecek şekilde optimize edilebilir, böylece boş modda küçük enerji tüketimi zamanla önemli enerji kayıplarına dönüşür. Enerji tasarrufu bağlamında gerçek bir ilgisi var ama aynı zamanda OPEX (işletme giderleri) ile CAPEX (sermaye giderleri) arasındaki farkı etkileyen enerji fiyatı artışı da var.
Aşağıdaki diğer örnek ise enerji verimliliğidir. bisiklet lastiğinin vulkanizasyon süreci. Herkesin bir bisikleti olduğu veya bunun ulaşım açısından çevre dostu bir ürün olduğunu hayal edebildiği için bu ilginç bir örnek.
🏭🌱🚴 Peki sürecin verimliliğinin sadece %1 olduğunu ve çok fazla enerjinin kaybedildiğini biliyor musunuz? Aslında vulkanizasyon için lastiği şişiren buhar var ama bu gerçekten verimsiz. Yazarlar, yeni elektrikli üretim makineleri için uyarlamaların hala iyi olduğundan emin olmak için bazı simülasyon ve analizler gerektirecek olan elektrifikasyona geçilmesini öneriyor.
Şimdi bu son örnekle bitirelim seramik fırın – 80 metre uzunluğunda kurulum (her biri 2,1 m'lik 43 modül). Bunun enerji yoğun bir süreç olduğu iyi bilinmektedir.
🏭 🌡️🔥 Müşteri, Simcenter Amesim sayesinde termal gücü sağlayacak termik gaz brülörünün de dahil olduğu modüller üzerindeki sıcaklık dağılımını doğru bir şekilde tahmin edebildi. Sıcak havanın brülör girişinden yeniden enjekte edildiği yeni bir ısı geri kazanımlı brülör sayesinde, sonunda CO2 için aynı şekilde yakıt tasarrufunda %10'luk bir kazanç elde etmeyi başardılar. Bu etkileyici, değil mi?
Özetle, ürün geliştirme ve üretimde sürdürülebilirliği benimsemek, karmaşıklıkların üstesinden gelmek ve sürdürülebilirliği bir rekabet avantajı olarak kullanmak için stratejik bir yaklaşım, erken aşama değerlendirmeleri ve fizik tabanlı dijital ikizler gibi gelişmiş araçları gerektirir.
İdeal olarak blogda tartışılan gerçek uygulama kullanım örnekleri, Sürdürülebilirlik hedeflerinizi ele alırken Simcenter Sistem Çözümlerinin başarılı olmanıza nasıl yardımcı olabileceğine dair iyi bir genel bakış sunar. Sürdürülebilir/elektrikli bileşenlerden operasyonlardaki simülasyona kadar diğer uygulamalar hakkında daha ayrıntılı bilgi almak için şimdi bu blog serisinin 2. Bölümünü okuyalım. Bu, sürdürülebilirlik alanında yenilik için yeni yolların kilidini açar.
Ve lütfen şu temel tanımı unutmayın: “Sürdürülebilir kalkınma, gelecek nesillerin kendi ihtiyaçlarını karşılama kabiliyetinden ödün vermeden, bugünün ihtiyaçlarını karşılayan kalkınmadır”, ne büyük bir hırs!