西门子郭海保：数字孪生驱动创新-Simcenter仿真解决方案

“无论是重工设备还是电子设备等，市场需求都在不断发生变化，倒逼着产品和研发的创新，当前研发面临复杂系统和技术快速创新的挑战。”西门子资深咨询顾问郭海保在“2022长沙制造业数字化转型研讨会”上表示。

郭海保从“产品创新的挑战”、“西门子仿真解决方案总体介绍”、“仿真产品及行业应用介绍”三个方面展开分享，阐述了西门子仿真软件的研发思路、整体情况和应用概况。

他首先表示，当前常规产品比如重工设备，已经往智能化、无人化、电动化三个方向发展，需要集成更多的传感器等，大大增加了设备的复杂性，在设备复杂性急剧增加的情况下，如何保证产品的性能，这需要企业在研发端做出更多创新。

此外，新的材料以及新工艺的变化，使得产品的定制化成为趋势，对研发端和设计端也提出了新的需求；再加上互联 的发展，如何结合云计算、大数据等技术来实现产品的创新也成为新时期的挑战；还有产品的体验感、舒适性、节能以及应对市场变化的能力等。

郭海保表示，为了驱动产品创新，西门子的技术路线就是通过仿真技术打造三个数字化双胞胎，即在企业的研发设计环节，建立企业所要生产、制造的产品数字化双胞胎；在规划的产品被研发出来，准备制造的时候，工艺、制造路线、生产线等制造环节的生产数字化双胞胎；当产品和产线投入使用时，在运维方面要建立运维数字化双胞胎。

为此，西门子推出了Simcenter解决方案，Simcenter 将仿真和物理测试技术与智能 告和数据分析技术相结合，以帮助用户创建数字双胞胎，可以更准确地预测产品开发过程中各阶段的产品性能，使这些产品能够适应不断变化的使用条件，为用户提供更好的产品，更快的创新，更高的生产力和投资回 。

从2007年至今，西门子持续投入了超过100亿美元并购UGS、LMS、CD-adapco等软件，并将其组合成Simcenter，全面延伸自身在仿真优化领域的解决方案能力。郭海保介绍，Simcenter组合涵盖了工程开发中的系统、结构、流体、电磁和电子设备仿真以及物理测试，核心产品包括机电液热系统建模与仿真工具Amesim，集成的结构多物理场仿真工具Simcenter 3D，专注于CFD的多物理场仿真工具STAR-CCM+，市场领先的电子散热仿真工具FloTherm。

此外，Simcenter具备四大优势：1、解决方案包括广泛的学科，包括结构、流动、电磁、运动、热、控制等，帮助客户从材料到整个系统性能进行建模；2、Simcenter智能设计空间探索的解决方案可跨越结构、流动、电磁、运动等学科，打破软件数据传递壁垒，帮助客户快速寻找最优设计；3、Simcenter提供流程自动化、云计算等技术，帮助客户缩减研发周期；4、Simcenter提供仿真测试一体化的整体解决方案，基于MBSE概念建立模型传递，团队沟通合作机制，在研发过程中保持高度集成。

以Simcenter Amesim 为例，Amesim 是一个多学科领域复杂系统建模仿真分析平台，广泛应用于航空航天、汽车、船舶、工程机械等领域。用户可以使用一系列经过验证的应用库，为产品开发周期的每个阶段生成高保真度的部件级、系统级、整机级被控对象模型，并提供连接到控制系统的功能，以准确预测机、电、热、气、控等多学科的耦合性能及产品的动态响应。

郭海保提到，系统越复杂，Amesim的优势就越明显，当前，该平台已经应用在中联集团、徐工、三一、柳工川崎、博世、Parker 、布赫、力源、红林、中联液压、特斯拉等企业中，Simcenter Amesim 结合了现成可用的多物理场库以及由强大的平台功能支持且面向应用程序和特定行业的解决方案，让企业能够快速创建模型并准确执行分析。

在多学科结构力学方面，西门子Simcenter 3D工具快速准确的解算器支持结构震动造成的热流体、复合材料、增材制造，多体动力学、柔性管路转子动力学，疲劳、电磁、安全等优化 仿真。Simcenter 3D 可作为独立模拟环境使用，也可以与系统仿真软件进行联合仿真，帮助企业进行智能设备等高端复杂设备的研发。