Daimler重卡采用西门子工业软件迈向碳中和未来！

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Daimler，重型卡车的世界领先者，最近对西门子的Simcenter STAR-CCM+模拟和分析软件进行了大量投资。该解决方案是西门子PLM产品组合Xcelerator的一部分，而多物理场CFD软件将成为CAE开发的主要工具之一，用于优化下一代碳中和车辆的空气动力学和热管理。

Daimler Truck将使用Simcenter解决方案进行流体动力学计算(calculations of fluid dynamics ，简称CFD)，提高空气动力学性能，并探索和优化电动汽车的创新型推进和能源系统，包括电池冷却和氢技术。该软件还将帮助传统的内燃机设计排气系统，实现二氧化碳减排。

总体目标是将当前的方法转变为CAE工作，并创建一个以数字孪生为基础的多物理模拟过程的环境。

西门子数字工业软件高级副总裁Edwin Severijn表示：“数字化对于交通运输业的可持续工业创新至关重要，Simcenter STAR-CCM+通过洞察产品的实际性能，可以加速创新，创造更美好的明天。”

建立数字孪生环境

Daimler Truck于2021年12月10日成为一个独立的实体，在法兰克福证券交易所上市。目前，该公司是世界上最大的卡车和客车制造商，在欧洲、北美和亚洲都处于行业领先地位，但面临着瑞典沃尔沃集团的激烈竞争。此外，这家德国重型卡车制造商在全球拥有超过35个工厂和10万名员工。

Daimler Truck将七个品牌联合在一起：Freightliner、Western Star、Thomas Built Buses、Mercedes-Benz、Setra、BharatBenz和FUSO。

毫无疑问，这种强大的全球地位使得该公司选择使用西门子SimcenterSTAR-CCM+来建立一个基于数字孪生的模拟和分析环境具有重要意义。

逐步淘汰CATIA，采用NX CAD

整个Daimler集团，包括梅赛德斯-奔驰(Mercedes-Benz)部门，在2015年前后就已经朝着当前环境迈出了一大步。那时，Daimle决定逐步淘汰Dassault Systèmes公司的CAD项目CATIA V5，转而采用更精细的产品开发环境：基于西门子CAD旗舰产品NX。也是早在2015年，Daimler集团就已经将西门子Teamcenter作为汽车、卡车和巴士部门的产品数据支柱。

Daimler Truck现在发展和扩大其西门子环境在一定程度上表明他们工作得很好，也可以部分证明西门子能够覆盖Daimler当前和未来在电动车方面的需求。顺便说一句，这是由几家使用STAR-CCM+的知名汽车公司做出的评估，包括沃尔沃集团、大众旗下的SCANIA、沃尔沃汽车、北极星和捷豹路虎。

另一个有趣的事实是，S&A解决方案的投资成本总是比CAD等产品高得多。西门子没有透露任何具体的订单价格。然而，他们就这笔交易发布了一份新闻稿，表明正在讨论一项重大投资。S&A license的成本可能比“普通”高端CAD license高3到5倍，具体取决于内容配置。

STAR-CCM+是西门子在2016年以9.7亿美元收购CD-adapco时收购的解决方案之一。该采购包括涵盖广泛技术学科的软件解决方案，包括流体动力学(CFD)、固体力学(CSM)、传热、粒子动力学、反应物流动、电化学、声学和流变学。

补充一点，除了软件之外，该交易意味着西门子和Daimler Truck将合作培训年轻的工程师，以培养高水平的仿真专家，帮助确保Daimler Truck保持其市场领导地位。

数字孪生：从开始到目标

围绕西门子的数字孪生概念建立一个环境是公告的要点之一。总的来说，数字孪生的概念已经对市场产生了重大影响。分析师Gartner在早些时候的一项调查中称，到2021年至2022年，所有大型工业企业中有一半将使用数字孪生产品。Grand Viewresearch的分析师进行的市场研究预测，到2025年，数字孪生市场将达到260亿美元，年增长率约为38%。

建立数字孪生的想法对西门子来说并不新鲜，多年来，该公司通过内部开发工作和一系列采购，围绕这一概念开发了先进的解决方案。贯穿整个过程的数字孪生，其目标是使公司能够从头到尾处理和控制与数字3D模型（当然，也包括相关的物理产品）的产品生命周期有关的所有事情。这包括从产品可行性研究、产品开发、制造到预防性维护和售后市场生产增长战略的所有事情。

这是一个重大的举措，但西门子已经非常认真地对待这个想法，正在快速开发建立在这些概念之上的相关解决方案。这是一个漫长的旅程，虽然还没有到达终点，但他们已经走了很长的路。从整体角度来看，他们可能是走得最远的——尤其是在产品开发和制造自动化的互联互通方面。

工业4.0概念的基石

数字孪生是工业4.0的基石，它必须能够吸收产品生命阶段所需的所有信息，包括模拟和分析结果。理想情况下，数字孪生机器人不仅应该能够告诉自己应该如何制造，需要什么资源，还应该能够告诉终端用户需要如何、在哪里以及何时进行维护措施。

为了让数字孪生真正可行，周围和数字开发产品有关的所有东西都要有数字孪生。虽然数字孪生在产品开发阶段对模拟和计算很有价值，但在制造阶段，通过制造业孪生向加工机器发送和更新数据，也可以发挥额外价值。

Daimler Truck的积极举措

很明显，Daimler Truck宣布该公司投资围绕其模拟和分析工作建立一个数字孪生环境，这一决定朝着与未来前景紧密联系的方向迈出了一步：在产品、工厂设施和整个系统的开发中，数字孪生越来越被接纳其中。

多物理能力是重要的。曾经的范式是一次模拟一个系统，这有价值但非常有限。一个包含多个系统的系统意味着可能会有交叉效应，其中一个效应会影响附近的另一个系统，如通过加热影响。因此，多物理方法对于创建一个整体画面是至关重要的。

由于这一趋势，我们可以期待这项技术被接受的认证，如安全和环境标准。在可预见的未来，产品甚至可能与数字孪生产品一起交付。这将允许用户测试和预测对电机、建筑设计或工厂生产过程的修改将如何影响能源使用和效率。

模拟提高了开发速度

在一篇与交易相关的博客文章中，西门子Jean-Claude Ercolanelli讨论了分析研究公司Tech-Clarity最近对177家制造商进行的一项调查。根据这项调查，99%的公司称，利用模拟在更短的时间内实现了创新和设计优化。这项研究发现，最新的模拟软件通过加快团队之间的协作、缩短测试和开发时间以及交付更好的产品，为企业提供了竞争优势。关键是，表现最好的组织和个人拥有有效的流程来优化产品的可能性几乎是其他组织和个人的两倍。此外，74%的公司声称使用模拟的好处之一是得到更好的产品。

Ercolanelli总结道，DaimlerTruck之所以选择投资西门子Simcenter STAR-CCM+软件，将其CAE开发过程转变为一个完整的数字化双驱动多物理环境，原因之一就是上述原因。

“在技术方面，STAR-CCM+涵盖了有关流体和热量设计相关的所有方面，允许工程师查看多种属性的平衡，以在保证性能和电池电子设备高效冷却的前提下最小化能源使用。这包括对车辆阻力的分析，因为超过52%的燃料消耗是用于克服风阻的。”Ercolanelli写道。此外，他还声称Simcenter STAR-CCM+在不影响冷却空气的情况下，可以减少设计中的空气阻力。多相模拟还有助于提高车辆的舒适度，减少侧窗、后视镜和传感器上的污垢，从而提高用户的能见度和自动驾驶系统在恶劣天气下的性能。

更深层次的功能

STAR-CCM+是西门子2021年年中推出的新版本，该解决方案已经获得了AWS高性能计算(HPC)能力。简单地说，该解决方案可以使用AWS云基础设施优化其HPC工作负载，以提高性能和效率。

但这个多物理和计算流体动力学软件的新版本还有其他有趣的改进，其中包含了一些新功能，用于对当今日益复杂的产品进行精确建模。西门子在关于新版本的材料中总结道：“这样做可以让产品开发人员拓宽对设计可能性的探索，而新版本带来的性能提升意味着所有这些都可以更快地完成。”

另一个改进是Simcenter STAR-CCM+可以通过电磁模拟更好地模拟当今产品的复杂性。

具体来说，工程师可以用易于使用和直观的图形界面绘制复杂的电路，这提高了电路模型的可用性，并节省了宝贵的开发时间。

西门子进一步表示，该版本扩大了电机电磁应用的范围，引入了一种新的激励线圈模型，可以设计具有更高功率密度的闭合线圈的电机，如轴流式电机。

Snyder总结道：“Simcenter STAR-CCM+通过集成的多物理CFD模拟，继续扩展其能力以模拟出当今产品的复杂性。这些改进使用户能够利用日益增加的复杂性作为竞争优势，设计出更具创新性的产品。”

原文链接：

https://www.engineering.com/story/daimler-trucks-big-bet-on-siemens-star-ccm-is-a-major-step-into-a-co2-neutral-future

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