Давид Холдинг: На MachTech 2026 ще поставим Simcenter Amesim на Siemens в центъра на разговора за дигиталното инженерство

Между CAD модела и физическия прототип днес има все по-богат симулационен слой. Сравняват се архитектури, оразмеряват се компоненти, проверяват се работни режими и се изследват зависимостите между механиката, електрическата част, флуидните и термичните процеси и управлението. В тази част от инженерната разработка се позиционира Simcenter Amesim на Siemens – платформа за 1D мултифизична системна симулация, с която виртуалният модел се развива от ранната концепция и оразмеряването до оптимизацията и проверката на управляващите алгоритми. Повече за Simcenter Amesim, инженерните задачи, за които се използва, и новостите в платформата коментираме с Давид Холдинг – българска технологична компания с дългогодишна експертиза в инженерния софтуер, управлението на бизнес процеси и индустриалната дигитализация. Тази есен софтуерът ще бъде сред решенията, които компанията ще представи на международния форум MachTech & InnoTech 2026.

Когато отделните инженерни дисциплини трябва да се срещнат още в концепцията

Причините системната симулация да влиза толкова рано в разработката се виждат добре при електрифицираните и мехатронните машини. Електродвигателят вече не се разглежда отделно от силовата електроника, захранването, механичния товар и охлаждането. При хидравличното задвижване изборът на помпа и характеристиките на контура са свързани с необходимата мощност, динамиката на механизма, загубите и управлението. Добавянето на батерия пък поставя още въпроси за енергийния и топлинния баланс.

Това е нивото, на което работи Simcenter Amesim. Вместо подробното описание на геометрията, характерно за 3D CAE, платформата използва 1D мултифизични модели, за да проследи динамичното поведение на цялата архитектура и обмена на енергия между отделните ѝ части. Инженерът работи с физичните характеристики на компонентите и връзките между тях, а резултатът показва как избраната конфигурация реагира при различни натоварвания и режими. „При системната симулация интересът е към поведението на цялата архитектура. Още на концептуално ниво инженерът разполага с физичен модел, върху който да провери оразмеряването и взаимодействието между отделните подсистеми“, коментираха пред Инженер.bg от Давид Холдинг.

Зад моделите стоят мултифизични библиотеки с валидирани компоненти за механика, хидравлика, пневматика, електрически и термични процеси, задвижвания и управления. Към тях Siemens добавя готови приложения и модели за конкретни индустрии. Така работата започва от физическата архитектура на разработката, без всеки компонент и всяка зависимост да се изграждат от нулата.

Следващият етап вече е въпрос на инженерна преценка. Различни размери на компонентите, управляващи стратегии и проектни параметри се сравняват чрез параметрични изследвания, планиране на експериментите (Design of Experiments) и оптимизация. При сложна мехатронна разработка този анализ дава пълна картина за поведението на системата спрямо няколко критерия едновременно – динамика, производителност, енергопотребление, температурен режим или необходима мощност, вместо да потвърждава единствено дали конфигурацията работи.

Електрификацията вкарва нова дълбочина в системните модели

Батерийните системи са добър пример за посоката, в която Siemens развива Amesim. Изборът на клетки и конфигурацията на пакета са свързани с капацитета, топлоотделянето и охлаждането, а в последните версии разработчиците насочват внимание към по-подробното изследване на тези зависимости. Сред новостите във версия 2511 е развитието на Battery Pack Assistant, който подпомага изграждането и оразмеряването на батерийния модул. Инструментът работи с електрическите характеристики на клетките от валидирана база данни или от съществуващ модел, като дава възможност различни архитектури да бъдат сравнени спрямо необходимия капацитет още в хода на проектирането.

Освен върху електрическата част, внимание е обърнато и на температурното поведение на модула. Термичният анализ отчита разликите в температурата в отделните му части по направления X, Y и Z, вместо да използва една усреднена стойност. Поддържат се различни конструкции, включително призматични и Blade-клетки, а по-подробната картина на разпределението на топлината дава допълнителна информация при оразмеряването и организацията на охлаждането. „При батерийните системи изборът на клетки, архитектурата на модула и охлаждането са част от една инженерна задача. Колкото по-рано тези зависимости бъдат включени в модела, толкова повече варианти могат да бъдат оценени още при разработването на проекта“, коментираха от Давид Холдинг.

Новостите при батерийното моделиране обхващат и изпитването при различни режими на работа. През 2026 г. Siemens добави Battery Cycler към Simcenter Amesim. Инструментът включва последователности на заряд, разряд и покой, CC/CV цикли, динамични профили на натоварване и тестове за стареене. По този начин към анализа на архитектурата, електрическите характеристики и топлинното поведение се добавя още един пласт – реакцията на батерията при конкретен профил на натоварване.

Физичният модел стига и до разработването на управлението

След като архитектурата е избрана и поведението ѝ е изследвано, същият физичен модел намира друга роля – при разработването и валидирането на управляващите алгоритми. Simcenter поддържа Model-in-the-Loop (MiL), Software-in-the-Loop (SiL) и Hardware-in-the-Loop (HiL), а голяма част от библиотеките са пригодени за работа в реално време.

При MiL управляващият алгоритъм и физичният модел се срещат изцяло във виртуална среда. SiL прехвърля проверката към софтуерната реализация на управлението, а при HiL вече участва реалният хардуер. Разликата между трите етапа е съществена, но инженерната основа остава една и съща – моделът трябва да възпроизвежда достатъчно достоверно динамиката на машината, за да постави управлението в представителни условия.

При индустриалната автоматизация Siemens развива тази връзка и чрез Automation Connect. Моделът от Amesim се свързва с реален или виртуален PLC, като между тях се обменят управляващи команди и симулирани сигнали от машината. Така логиката на контролера се проверява срещу физичния модел преди реалното оборудване да е готово за подобни изпитвания. „Системният модел има стойност и след приключването на оразмеряването. Когато той продължи към SiL, HiL и проверката на PLC логиката, различните етапи на разработката вече стъпват върху една и съща физична основа“, посочиха от Давид Холдинг.

Simcenter Amesim ще бъде сред решенията на Давид Холдинг на MachTech&InnoTech 2026

Simcenter Amesim ще бъде сред технологиите, които Давид Холдинг ще представи тази есен на MachTech & InnoTech 2026. Международното изложение ще се проведе от 6 до 9 октомври в Интер Експо Център – София.

За българските машиностроителни и инженерни компании темата за Amesim е интересна далеч отвъд конкретния софтуерен продукт. Тя стига до начина, по който днес се организира самата разработка – колко рано физичният модел влиза в проекта, как се свързва с CAD и 3D CAE средата и докъде продължава употребата му, след като конструкцията вече е избрана. На MachTech&InnoTech посетителите ще имат възможност да се запознаят със Simcenter Amesim като част от тази инженерна верига, а повече за платформата, приложенията ѝ и възможностите за внедряване у нас ще разкаже екипът на Давид Холдинг.

Източник на снимковия материал: Давид Холдинг, Siemens, ©Engineer.BG via Canva.com