SimulationX

Comprenez, optimisez et contrôlez un système multiphysique grâce à un logiciel de simulation 

Les systèmes techniques, comme les machines et les usines de production, sont souvent très complexes. Constitués d’une multitude de composants et de sous-systèmes reposant généralement sur des disciplines techniques différentes, ils intègrent de plus en plus de capteurs et d’organes de commande. Leurs interactions dynamiques ont une incidence majeure sur la sécurité, la performance et le confort, ce qui soulève un certain nombre de questions :

 

  • Quelle est la meilleure stratégie d'aménagement et de fonctionnement / contrôle de mon groupe motopropulseur hybride en termes de rendement énergétique et de performance ?
  • Parmi toutes les vibrations émises par le moteur et relayées par la transmission, quelles sont celles qui atteignent les rails de siège ?
  • Combien de temps faut-il à mon système de freinage pneumatique pour que la pédale soit actionnée et que la force de freinage souhaitée soit appliquée ? Quelle est la pression appliquée aux freins ? Et quelle est la quantité d'air consommée ?
  • Comment intégrer au mieux les sources d’énergie renouvelables, les dispositifs de stockage, la mobilité électrique et les consommateurs de façon à toujours satisfaire la demande ? Quelles sont les capacités de stockage nécessaires et comment les contrôler ?
  • Comment puis-je m’assurer que ma machine/mon usine répond aux exigences de sécurité, fiabilité et qualité fonctionnelle, y compris sous l’influence des tolérances de fabrication, des pannes, de l’usure et du vieillissement ?

 

La simulation de systèmes a pour but de modéliser, simuler et analyser efficacement le comportement de machines et d’usines de tout type. Elle est utilisée dans une multitude d’industries et d’applications, telles que l’automobile, les machines de construction et industrielles, énergie, l’aéronautique et le spatial, les technologies médicales et les appareils grand public.

Avec SimulationX, vous disposez d’une plateforme unique pour modéliser, simuler et analyser les systèmes techniques dans les domaines suivants : mécanique, hydraulique, pneumatique, électricité, systèmes de commande mais encore thermique, magnétique ou autres comportements physiques. Des bibliothèques de modèles avec des éléments de base représentant des phénomènes physiques ainsi que des bibliothèques de composants complètes avec des éléments de modèles prêts à l'emploi et orientés applications vous garantissent que vous disposez des outils adéquats pour votre tâche. Utilisez les méthodes d'analyse polyvalentes disponibles pour tirer les bonnes conclusions des résultats de simulation.

Avantages de SimulationX

 

  • Comprenez votre système – de la phase de conception aux tests de contrôle
  • Une source unique pour la plate-forme de simulation, les bibliothèques de modèles et le post-traitement
  • Simulez le régime transitoire de votre système dans le domaine temporel ou en régime permanent dans le domaine fréquentiel
  • Obtenez des résultats précis grâce à un comportement non linéaire dans les domaines du temps et de fréquence
  • Créez facilement vos propres éléments de modélisation basés sur Modelica® avec SimulationX TypeDesigner
  • Mettez en place des processus de développement efficaces en intégrant facilement les modèles SimulationX dans les chaînes de développement grâce à des interfaces polyvalentes, notamment l'interface de maquette fonctionnelle (FMI)

 

SimulationX pour l’Industrie Aérospatiale, Aéronautique et Astronautique

SimulationX est une plate-forme sophistiquée permettant de modéliser, simuler et analyser efficacement des systèmes mécaniques, hydrauliques, pneumatiques, électriques et combinés. Du concept aux tests virtuels en passant par le développement détaillé, cette solution allie rapidité et efficacité pour obtenir des résultats fiables en matière de comportement physique. La méthode de simulation par éléments groupés vous permet de modéliser et de simuler même des systèmes importants et complexes de manière rapide, économique et fiable.  

En tant que partenaire de développement du projet MISSION (Modelling and Simulation Tools for Systems Integration on Aircraft) au sein du programme européen « CleanSky2 », nous travaillons dans le but d'élaborer et d'établir un processus basé sur des modèles à travers toutes les phases du développement des avions à l'aide d'un environnement de développement sophistiqué. 

Avantages de SimulationX pour les Applications Spatiales 

  • Le spectre des applications dans le secteur aéronautique et spatial s’étend du développement et des tests virtuels de sous-systèmes individuels et de systèmes entiers jusqu’aux simulations en temps réel. 
  • Développez et testez les logiciels et dispositifs de commande à l’aide de modèles de systèmes virtuels 
  • Développez, optimisez et pilotez les bancs d’essai pour les composants et les systèmes d’avions et d’engins spatiaux 
  • Évaluez efficacement l’incidence des dysfonctionnements et des pannes à l’aide d’analyses par arbre de défaillances (FTA) et d’analyses des modes de défaillance et de leurs effets (FMEA) sur la base de modèles existants 
  • Bénéficiez de l’automatisation du pré-traitement, des simulations et du post-traitement en vous appuyant sur des interfaces et des options de langage de script complètes 
  • Optimisez les configurations de vos systèmes et composants grâce à des méthodes automatisées : couplage du modèle de simulation avec un logiciel d’optimisation spécifique. 

 

Avantages de SimulationX pour les Applications Aéronautiques 

Qu’il s’agisse de commandes de vol, de trains d’atterrissage, de systèmes de pilotage, de régulation environnementale ou d’alimentation en carburant : accélérez le développement des systèmes aéronautiques grâce à la simulation de systèmes – de la définition des exigences jusqu’aux essais en vol. 

  • Comparez et optimisez les différents systèmes de commandes de vol mécaniques ou électriques 
  • Développez des trains d’atterrissage légers, fiables et peu coûteux 
  • Créez les systèmes de pilotage d’avions de nouvelle génération avec des batteries compactes, légères et puissantes, des moteurs électriques et des générateurs 
  • Comparez différents concepts de systèmes de pilotage d’avion en termes de silence, d’efficacité et de rentabilité , et optimisez les transmissions 
  • Réduisez les délais de développement et les coûts lors de la mise au point de systèmes de pilotage et de transmission complexes pour les hélicoptères et les gyrodynes 
  • Concevez des systèmes de contrôle environnemental efficaces sur le plan énergétique  
  • Dotez vos simulateurs de formation d’un comportement réaliste et physiquement correct 
  • Equip your training simulators with realistic and physically correct behavior

Avantages de SimulationX pour les Applications Astronautiques 

Les conditions extrêmes qui règnent dans l’espace, le coût élevé par tonne et l’impossibilité de réparation exigent une sécurité opérationnelle de très haut niveau ainsi que des composants et systèmes légers, quel que soit le satellite ou l’engin spatial. Grâce à nos solutions de simulation, raccourcissez les cycles de développement, réduisez le poids et augmentez la fiabilité des systèmes de votre engin spatial. 

  • Modélisez et simulez les systèmes et composants des engins spatiaux et réduisez leur poids par une approche d’optimisation systématique 
  • Développez des systèmes robotiques fiables, en vous assurant qu’ils sont conçus pour fonctionner dans les conditions extrêmes de l’espace 
  • Optimisez les systèmes de propulsion ainsi que les centrales d’orientation des satellites et des engins spatiaux 
  • Garantissez le bon fonctionnement des systèmes de survie 
  • Trouvez le parfait équilibre entre l’alimentation en énergie, son stockage et les consommateurs afin de dimensionner chaque composant en conséquence 
  • Évaluez la sécurité et la fiabilité à l’aide d’analyses par arbre de défaillances (FTA) et d’analyses des modes de défaillance et de leurs effets (FMEA) sur la base de modèles de systèmes 

 

SimulationX pour l’Industrie Automobile

 

À quoi ressemblera la transmission des véhicules du futur ? Comment évaluer la densité de puissance, le rendement énergétique, la flexibilité, la dynamique du véhicule et le confort de conduite ? Comment différents systèmes physiques interagissent-ils entre eux et comment décrire de manière compréhensible les corrélations dans le domaine de la mécatronique ? De quelle façon simuler rapidement les charges thermiques des véhicules électriques et hybrides sans devoir exécuter des longues et fastidieuses séries de mesures ? Quelles sont les capacités et performance optimales de ma batterie en termes de coûts, d’espace d’installation, d’autonomie et de durée de vie ? Il n’est désormais plus possible de répondre à ces questions, comme à bien d’autres, en s’appuyant uniquement sur des données de mesure. Modélisez vos propres systèmes multiphysiques et effectuez des tests virtuels à l’aide de SimulationX – depuis la modélisation des systèmes de transmission et la simulation de la dynamique du châssis et du véhicule jusqu’aux analyses des boîtes de vitesses et du rendement énergétique global.  

Avantages de SimulationX pour le Développement de Véhicules  

Le logiciel de simulation multiphysique SimulationX vous donne le contrôle total des interactions électroniques et mécatroniques dans un véhicule. 

  • Simulation physique 1D à 3D des systèmes de transmission et du châssis sur une seule et même plate-forme  
  • Modèles conceptuels évolutifs pour les moteurs, les transmissions, les configurations de système de commandes et les châssis  
  • Développement basé sur des modèles de différentes fonctions permettant d’analyser la dynamique du véhicule  
  • Calcul numérique avec modèles de composants validés et personnalisables (par exemple simulation du moteur, de l’embrayage, de la boîte de vitesses, du châssis et des commandes)  
  • Conception et évaluation préliminaires des groupes motopropulseurs conventionnels, hybrides et électriques, notamment en termes de stratégies de gestion thermique et d’exploitation  
  • Prévision et compréhension des phénomènes vibratoires 1D à 3D (NVH : bruit, vibrations et dureté)  
  • Tests virtuels des composants et systèmes basés sur des modèles physiques couvrant l’ensemble des phases de développement (méthodes HiL/MiL/SiL)  
  • Conception et expérimentation basées sur la simulation  

 

 

SimulationX pour les Technologies de l’Energie 

L’énergie à haute densité dans les centrales électriques, les lignes de transport et les dispositifs de stockage doit être disponible en permanence tout en restant sûre pour l’homme et l’environnement. Grâce à divers projets, nous connaissons bien la complexité des exigences en matière de rendement énergétique, d’intégration des énergies renouvelables et de sécurité. Nos solutions de simulation constituent une base solide pour simuler et analyser les systèmes hydrauliques, thermodynamiques, mécaniques et électriques afin de satisfaire à toutes ces contraintes – et ceci de façon rapide, sûre et efficace. 

Avantages de SimulationX pour les Technologies de l’Energie  

SimulationX peut être utilisé dans de très nombreuses applications en matière de développement de technologies énergétiques de pointe.  

  • Optimisation des interactions énergétiques entre les générateurs d'électricité, les systèmes de stockage et consommateurs d’énergie 
  • Conception de bâtiments énergétiquement optimisés, par exemple en considérant les bâtiments dans leur environnement dans le but d'une intégration raisonnable comme puits d'énergie, source d'énergie ou stockage d'énergie dans le réseau local 
  • Simulation des technologies et procédés des centrales électriques – de la technologie de commande et du transmission mécanique de l’énergie jusqu’aux scénarii de charge et aux études de sécurité 
  • Simulation des énergies renouvelables, de la géothermie au solaire, et optimisation de leur intégration dans les réseaux électriques existants. 
  • Garantie du bon rendement énergétique de vos installations industrielles  
  • Simulation et validation des scénarii de stockage de l’énergie 
  • Optimisation des circuits de chauffage et de refroidissement 
  • Optimisation de la technologie CVC pour les véhicules, les machines et les bâtiments 

Avantages de SimulationX pour les Technologies Sous-Marines, Pétrolières et Gazières  

Le partenariat de longue date entre ESI et Agito, deux experts reconnus dans leur domaine, incarne la combinaison parfaite de la simulation de systèmes et de l'expertise en ingénierie dans l'industrie du pétrole et du gaz. Cette étroite collaboration a permis de créer des bibliothèques de modèles sur mesure, ainsi que des modèles de composants très précis et prêts à l'emploi. Ces modèles sont spécialement conçus pour répondre aux besoins de l'industrie pétrolière et gazière pour des applications classiques et en eaux profondes (sous-marines). Combiné à une connaissance approfondie des systèmes, SimulationX peut effectuer une analyse des tendances du système lors d’ un développement opérationnel "de gisement", en identifiant la dégradation de la performance du système et en réduisant le risque de perte de production. Ces pertes peuvent également représenter des niveaux de risque trop élevés pour les personnes et l'environnement.  

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  • Modélisation multidisciplinaire des compensateurs de tangage et des "systèmes de lancement et de récupération" (LARS) 
  • Développement, sur la base de modèles, d'installations et de solutions de systèmes innovants et de haute technologie, pour l'exploitation et la production de ressources énergétiques dans le respect de l'environnement 
  • Analyse et évaluation du comportement dynamique des composants et des systèmes utilisés pour la production et la distribution du pétrole et du gaz 
  • Test virtuel en temps réel de systèmes de production de pétrole et de gaz, couvrant les systèmes de forage (en surface et sous-marins), de production (en surface et sous-marine), de construction sous-marine et d'équipement des processus 
  • Analyses fiables et création d’un arbre de défaillances d'un système pétrolier et gazier afin d'identifier le maillon le plus faible et les goulets d'étranglement du système. 

SimulationX pour les Engins Mobiles 

Face à l’ampleur des exigences, une analyse précise des processus transitoires non linéaires est un paramètre de plus en plus crucial. Pour ces aspects, on ne peut généralement pas se contenter des analyses de contraintes, des calculs de flux ou des simulations cinématiques. Les machines mobiles comme les pelles hydrauliques, les chargeuses sur roues, les machines agricoles et forestières, les équipements de construction de routes, les bétonnières, les systèmes de pompe à béton, les grues et le matériel de levage, ainsi que les compresseurs et les tunneliers sont des systèmes mécatroniques. Outre les pièces mécaniques, ils intègrent des systèmes d’actionneurs hydrauliques et leurs organes de commande associés. Une bonne partie des effets indésirables rencontrés en exploitation trouvent leur origine dans la mauvaise interaction entre les sous-systèmes des différents domaines physiques. En particulier, les mesures seules ne suffisent plus à gérer le grand nombre de processus non linéaires se produisant dans les machines mobiles. 

Avantages de SimulationX pour les Engins Mobiles  

  • Simulation multiphysique efficace pour le développement de machines complexes  
  • Modélisation et simulation de composants particuliers et de la chaîne cinématique complète  
  • Analyse et comparaison de groupes motopropulseurs conventionnels (avec moteur à combustion), électriques et hybrides  
  • Optimisation des systèmes de transmission et de direction hydrostatiques destinés aux engins mobiles  
  • Développement et optimisation des aspects fonctionnels et énergétiques des composants du système de commande très en amont dans la phase de conception  
  • Calcul des forces et des moments qui agissent sur les treuils et les poulies des câbles de levage et de suspension avec prise en compte des propriétés des câbles (longueur, masse, résistance à la traction...) et des profils de charge  
  • Conformité aux exigences de sécurité relatives à la délivrance de certificats (stabilité par exemple)  
  • Identification du potentiel d’optimisation conformément aux normes EN 13000 et EN 13001 pour la conception de grues  
  • Formation sur des simulateurs capables de modéliser le comportement de la machine physiquement correcte  
  • Utilization of training simulators with physically correct model behavior of the machine

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