SimulationX 4.0

Simulieren, testen und analysieren Sie Maschinen und Anlagen sowohl auf Basis von Nenndaten als auch zusätzlich mit Toleranzen, Verschleiß und Fehlern

SimulationX 4.0: Highlights der neuen Version

Für jedes Hauptrelease von SimulationX arbeiten unsere Software- und Bibliotheksentwickler daran das Preprocessing, die Modellierung, die Simulation und das Postprocessing zu vereinfachen und zu beschleunigen sowie die Aussagekraft der Ergebnisse zu erhöhen. Neue Features, Bibliotheken und Module erschließen zusätzliche Anwendungsgebiete sowohl innerhalb etablierter SimulationX-Anwendungsgebiete (z. B. Automotive und Maschinenbau) als auch für neue Branchen.

Die folgende Übersicht zeigt die Highlights des neuen SimulationX 4.0. Weitere Details finden Sie in den Release Notes oder erhalten Sie im direkten Kontakt mit unserem kompetenten Vertriebsteam.

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Simulation der Fahrdynamik bei abruptem Spurwechsel mit
SimulationX 4.0

Überblick

Webinar „SimulationX 4.0 – Highlights“

WEBINAR HIGHLIGHTS

  • Simulating systems incl. tolerances, aging, wear and faults
  • Combining vehicle systems with 3D vehicle dynamics
  • New GUI concept for enhanced clarity and productivity
zum webinar recording (in Englisch)

Webinar „SimulationX 4.0 - Efficient working with the new GUI”

WEBINAR HIGHLIGHTS

  • Structure of the new GUI with backstage and ribbons
  • Efficient workflows using floaties
zum webinar recording (in Englisch)

Graphical User Interface

Neue Benutzeroberfläche

Neues Konzept der Benutzeroberfläche für mehr Übersichtlichkeit und Produktivität: Ribbons

Die grafische Benutzeroberfläche ist zusammen mit den Bibliotheken, Solvern und Analysemöglichkeiten das Herzstück von SimulationX. Eine gute Benutzeroberfläche ist klar strukturiert und erleichtert einen schnellen Einstieg in die Software. Ein Minimum an Mausklicks und kurze Mauswege ermöglichen effiziente Arbeitsabläufe. In der Welt der Systemsimulation steht SimulationX seit vielen Jahren für eine übersichtliche und intuitive Benutzeroberfläche. Das Wissen um die Ergonomie von Benutzeroberflächen entwickelt sich ständig weiter und in den letzten Jahren haben sich alternative Bedienkonzepte in vielen Anwendungen bewährt. Damit Sie von den Vorteilen dieser Bedienkonzepte profitieren können, wurde SimulationX 4.0 mit einer neuen Benutzeroberfläche ausgestattet. Kontextsensitivität, Mini-Symbolleisten (sogenannte Floaties) und weitere Maßnahmen erhöhen unter anderem die Ergonomie und Übersichtlichkeit, und Sie werden feststellen, dass Ihre Modellierungs- und Simulationsprozesse nun deutlich schneller von statten gehen.

Neue grafische Benutzeroberfläche von SimulationX 4.0 mit Backstage, Ribbons und Floaties
3D-Ansicht

3D-Ansicht mit dynamischen Beschriftungen und Kollisionserkennung

Eine der wichtigsten Aufgaben der 3D-Ansicht ist es, das simulierte Verhalten einer Maschine oder Anlage anschaulich darzustellen. Parameter- und Ergebniswerte sowie beliebiger Text direkt in der 3D-Ansicht dargestellt helfen Ihnen, die Ergebnisse Ihrer Simulationen ab SimulationX 4.0 übersichtlicher zu präsentieren. Diese dynamischen Beschriftungen lassen sich sowohl am Modell als auch an einzelnen Körpern anbringen, wobei sich ihre Position an den kinematischen Zustand des Modells anpasst.

Im Rahmen des Postprocessings können Sie nun während und nach einer Animation beliebig viele Körper auf Kollisionen überprüfen, die während der Simulationsperiode aufgetreten sind. Im Falle von Kollisionen werden Sie sowohl in der 3D-Ansicht als auch in der Ausgabeleiste durch die Angabe der jeweiligen Körper, des Eintrittszeitpunkts und des Austrittszeitpunkts optisch informiert.

Beispielmodell zur Kollisionserkennung in der SimulationX 3D-Ansicht

Modellierungs-, Simulations- und Analyseplattform: Neue Features

Automatische Modellvalidierung
Automatisches Vergleichen eines Modells mit einem Referenzmodell im Simulation Task Manager

Automatische Modellvalidierung mithilfe des Simulation Task Managers

Der mit SimulationX 3.9 eingeführte Simulation Task Manager beinhaltet nun auch eine automatisierte Modellvalidierung. Insbesondere für Anwender, welche eigene Bibliotheken entwickeln, lassen nun effizient große Mengen von Ergebnissen gerechneter Referenzmodelle automatisiert mit den Ergebnissen auf Basis einer anderen Bibliotheks-/Softwareversion gerechneter Modelle vergleichen. Der Simulation Task Manager prüft, ob die Ergebnisse der zu vergleichenden Modelle innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbandes liegen und gibt Abweichungen pro Modell und Ergebnisgröße aus.

Functional Mock-up Interface (FMI)

Informationsgrafik zum Functional Mock-up Interface (FMI)
[Geistiges Eigentum der Modelica Association]

Verbesserte Berechnung und Handhabung von Functional Mock-up Units (FMUs)

ESI ITI wirkt seit vielen Jahren aktiv am Modelica Association Project "Functional Mock-up Interface (FMI)" mit und ist maßgeblich an der Weiterentwicklung des FMI-Standards beteiligt. Dieses Expertenwissen hilft, die Berechnung von Functional Mock-up Units (FMUs) in SimulationX kontinuierlich zu optimieren. SimulationX 4.0 enthält verschiedene Verbesserungen, mit denen Sie den Umgang mit FMUs und das Berechnen von Systemmodellen, welche FMUs enthalten, deutlich beschleunigen.

Rechenintensive FMUs für die Co-Simulation berechnen Sie auf Multicore-Prozessoren durch Parallelisierung nun wesentlich schneller. Dies gilt auch, wenn eine oder mehrere FMUs in einem rechenintensiven SimulationX-Modell enthalten sind. Ein neuer Masteralgorithmus mit Interpolation ermöglicht bei FMI-basierter Co-Simulation entweder eine höhere Genauigkeit bei vergleichbarer Rechengeschwindigkeit oder eine höhere Rechengeschwindigkeit bei konstanter Genauigkeit durch größere Kommunikationsschritte. Sowohl für FMI für die Co-Simulation als auch für den Modellaustausch können nun mehrdimensionale Eingänge, Ausgänge und Parameter direkt verarbeitet werden. Dies erleichtert die Arbeit mit Modellen, die solche Eigenschaften enthalten deutlich.

Neue Modellbibliotheken und Module

Fahrmanöver

Fahrmanöver: Modelle für die MKS-Fahrdynamiksimulation

Die Längs- und Querdynamik eines Fahrzeugs wird durch verschiedene Fahrzeug-Subsysteme wie Antriebsstrang, Bremsen, Fahrwerk und Steuerungssysteme beeinflusst. Gleichzeitig hat die Fahrdynamik während eines Fahrmanövers Einfluss auf das Verhalten dieser Systeme. Um diese Wechselwirkungen realitätsnah zu simulieren, verfügt SimulationX 4.0 über eine neue Bibliothek von räumlichen Fahrzeugmodellen. Diese lassen sich einfach parametrieren und ermöglichen es Ihnen, die Wechselwirkungen von Fahrdynamik und Fahrzeugsystemen bei beliebigen Manövern zu analysieren, auch für In-the-Loop (XiL)-Simulationen in Echtzeit.

System Reliability Analysis

System Reliability Analysis: Integrieren Sie vom Nennzustand abweichendes Verhalten in Systemsimulationen

Als großer Schritt zum Hybrid Twin™ ermöglicht das neue Modul System Reliability Analysis vom Nennzustand abweichendes Verhalten systematisch in Systemmodelle zu integrieren. Bewerten Sie, wie sich ein System oder eine Maschine unter dem Einfluss von Fertigungstoleranzen, Alterung, Verschleiß oder Defekten verhält. Mit dem neuen Ansatz betten Sie unterschiedliche Verhaltensabweichungen automatisiert in Ihr SimulationX-Modell ein und analysieren komfortabel deren Folgen.

Erweitern eines Simulationsmodells eines Antriebsstrangs um Fehler in SimulationX 4.0
Advanced Signal Blocks

Erweiterte Verarbeitung von Eingangsdaten: Advanced Signal Blocks

Mit dem neuen Modul "Advanced Signal Blocks" stehen Ihnen ein n-dimensionales Kartenelement sowie Modelle zur Verfügung, um sowohl Ergebnisgrößen oder Messwerte zu verarbeiten und zu analysieren als auch zu überprüfen, ob die Ergebnisgrößen den definierten Anforderungen entsprechen.

Mit dem Modell-Element Mehrdimensionales Kennfeld, binden Sie Kennfelder mit bis zu sieben Dimensionen in Ihr Systemmodell ein. Jede Dimension kann separat in Bezug auf Approximation und Interpolation behandelt werden. Typische Anwendungen für dieses Modellelement sind komplexe Erregungsfunktionen von Verbrennungsmotoren, die durch Kurbelwinkel, Kurbelwellendrehzahl, Einspritzung, Temperatur usw. beeinflusst werden. Weitere Anwendungsbeispiele sind die Verhaltensbeschreibung von Formgedächtnislegierungen oder komplexe Steuerungskennfelder (z. B. für ein Flugsteuergerät eines Hubschraubers).

SimulationX 4.0: N-dimensional map
Bowdenzüge

Effiziente Berechnung des dynamischen Verhaltens von Bowdenzügen

Es kann eine echte Herausforderung sein, die tatsächliche statische Ruhelage von Bowdenzügen noch vor dem ersten Prototyp virtuell zu ermitteln. Die im CAD-Programm festgelegte Lage der Bowdenzüge entspricht in vielen Fällen nicht der Realität. Möchten Sie aus diesem Grund CAD-Modelle in eine CAE-Umgebung transferieren, ist dies mit herkömmlichen Methoden sehr aufwendig. Eine optimale Kabelführung reduziert die Kontaktkräfte mit benachbarten Bauteilen und findet eine günstige Balance zwischen der Länge der Bowdenzüge, der krümmungsabhängigen Effizienz (Reibung) und dem zur Verfügung stehendem Bauraum. Die Wechselwirkungen der Bowdenzüge mit der Betätigung (Kraftquelle) sowie der Wirkstelle sind häufig unbekannt. Stehen Bowdenzüge unter Last oder werden durch externe Quellen zum Schwingen angeregt, besteht die Gefahr, dass diese mit anderen Komponenten kollidieren und somit unerwünschte Geräusche und Abnutzungserscheinungen entstehen.

Mit dem neuen SimulationX-Modul Bowdenzüge erhalten Sie eine Bibliothek, mit der Sie das physikalische Verhalten beliebiger Bowdenzugsysteme modellieren, diese mit Kraftquellen, Wirkstellen und Steuerungen verbinden und das komplette System dynamisch simulieren. Die Modelle der einzelnen Bestandteile eines Bowdenzugs (Kabel und Clips) sowie die Kontaktstellen parametrieren Sie komfortabel und effizient durch Eingabe der Geometrie oder auf Basis von CAD-Daten. Das durch Simulation ermittelte kinetische und kinematische Verhalten lässt sich in SimulationX sowohl in Form von Diagrammen (Position, Beschleunigung, Kräfte, etc.) als auch als 3D Animationen darstellen. Per Export lassen sich diese Daten bequem in die CAD-Umgebung zurückspeisen, wo sie für weitere Konstruktionsaufgaben und Bauraumuntersuchungen zur Verfügung stehen.

Kraftübertragung für einen Greifarm mittels eines Bowdenzugs, modelliert mit der neuen Bibliothek für Bowdenzüge in SimulationX 4.0

Mit der SimulationX-Lösung zur Simulation von Bowdenzügen sparen Sie nicht nur Zeit bei der Konstruktion und Entwicklung, sondern haben auch die Möglichkeit, die Kosten für Ihr Bowdenzugsystem zu senken – z. B. durch weniger aber dafür günstig platzierte Clips. Die zuverlässige Funktion des Bowdenzugs unter verschiedenen Umgebungsbedingungen lässt sich dabei schnell und wirtschaftlich überprüfen. Gleichzeitig erhalten Sie ein effizientes Werkzeug, um die Kabelführung hinsichtlich minimalem Kontakt mit weiteren Bauteilen, geringeren Kontaktkräften und günstigen Kurvenradien zu optimieren. Damit erreichen Sie einen höheren Wirkungsgrad sowie geringeren Verschleiß und reduzieren unerwünschte Geräusche.

Erweiterte Modellbibliotheken und Module

Getaktete Steuerungen und Modelica-Zustandsautomaten
Reglermodell basierend auf Elementen aus der SimulationX Clocked Signal Blocks Bibliothek (links); Modelica Compound State (rechts)

Effizientes Berechnen und Erstellen von getakteten Steuerungssystemen und Modelica-Zustandsautomaten

Bereits seit SimulationX 3.9 lassen sich getaktete Reglerstrukturen basierend auf der Modelica Synchronous-Technologie elegant abbilden und effizient berechnen. SimulationX 4.0 enthält die neue Bibliothek Clocked Signal Blocks, die Ihnen diese Technologie in Form komfortabel handhabbarer Modellelemente zur Verfügung stellt. Damit geht Ihnen insbesondere das Modellieren solcher Reglerstrukturen auch ohne tiefere Kenntnisse der Modelica-Synchronous-Technologie schnell und einfach von der Hand. Die Bibliothek ist sowohl mit den SimulationX Signalgliedern als auch mit der Modelica_Synchronous Bibliothek kompatibel. Modelica-Zustandsautomaten lassen sich nun durch eine überarbeitete und erweiterte Benutzeroberfläche sowie geeigneten Voreinstellungen und Vorlagen für Zustände und Übergänge viel einfacher erstellen und modifizieren. Zusammengesetzte Zustände erstellen Sie bequem über die Schaltfläche „neuer Compound-Zustand“ in der Symbolleiste.

Tabellenbasierte Signalquellen
SimulationX tabellenbasierte Signalquellen-Elemente (oben) und tabellenbasierte Signalblöcke (unten)

Komfortables Handling von Eingangsdaten durch neue, tabellenbasierte Signalquellen

Kennlinien und Kennfelder basieren bisher in SimulationX auf Kurvenelementen, die mit importierten Funktionen und Datensätzen parametriert werden. Neue Kurvenelemente und Signalblöcke ermöglichen es ab SimulationX 4.0 zusätzlich, die Parameterdaten in Form einer Textdatei auch außerhalb des Modells zu verwalten. Während der Simulation werden die so gespeicherten Daten aus der Datei ausgelesen. Dies ermöglicht Ihnen, Eingabedaten einfach zu ändern, zu optimieren und automatisch zu variieren, ohne das Modell verändern zu müssen.

Neue Elementsymbole
Hydrauliksystem mit Modellelementen aus der SimulationX Hydraulik-Bibliothek mit animierten Symbolen

Neue Symbole für die Signalquellen- und Hydraulikbibliotheken

Aussagekräftige Symbole tragen wesentlich dazu bei, den Aufbau von Modellen und deren Zustand in der Strukturansicht schnell zu erfassen. Dies vereinfacht das Modellieren und hilft, das Systemmodell zu verstehen. Die Modellelemente aus den Bibliotheken Signalquellen und Hydraulik kommunizieren nun in der Strukturansicht über deren Symbole zusätzliche Informationen. Auf diese Weise erkennen Sie Details zum Zustand des modellierten Systems auf einen Blick. Dies beinhaltet sowohl Informationen über die Parametrierung der einzelnen Elemente sowie deren Zustand während der Simulation. Weitere Elemente aus der Hydraulik wurden mit Symbolen nach ISO 1219 versehen.

Schlauchförderer und CEMA-Vorschriften
Modell eines Schlauchförderers mit Last im Ober- und Untertrum aus Modellelementen der Bibliothek SimulationX Belt Conveyors

Erweiterter Umfang der Bibliothek Gurtförderer: Schlauchförderer und CEMA-Vorschriften

Mit der seit SimulationX 3.9 verfügbaren Bibliothek Gurtförderer konzipieren und testen Sie virtuell Gurtförderanlagen im Bergbau inklusive der Antriebe und dazugehöriger Steuerungstechnik effizient und mit realistischem Verhalten. Mit SimulationX 4.0 steht Ihnen nun ein erweiterter Umfang an Modellelementen zur Verfügung. Dies beinhaltet Modelle von Schlauchförderern welche bei Bedarf auch Lasten im Untertrum simulieren können. Darüber hinaus lassen sich nun alle Gurtförderer-Modelle alternativ zur DIN 22101 auch nach den amerikanischen CEMA-Vorschriften berechnen.

Engine Model Generator
Modellstruktur eines Reihen-Verbrennungsmotors (oben) und eines V-Motors (unten), komfortabel erstellt mit dem SimulationX Motor-Modell-Generator

Detaillierte Erregermodelle von Verbrennungsmotoren auf Knopfdruck: Der neue Engine Model Generator

In der Bibliothek Belt Conveyors hat sich ein einfach zu bedienender Assistent, mit dem sich Systemmodelle automatisch erstellen lassen, seit SimulationX 3.9 bewährt. Damit Sie auch für weitere Aufgaben von dieser sehr effizienten Modellierung profitieren, steht Ihnen ab SimulationX 4.0 ein Modellgenerator für Reihen- und V-Verbrennungsmotoren mit beliebig vielen Zylindern zur Verfügung. Mit dessen Hilfe erstellen Sie schnell und mit minimalem Vorwissen Strukturmodelle mit detailliertem Erregungsverhalten des Motors, z. B. als Anregung für eine Antriebstrangsimulation. Die Eigenschaften des zu erstellenden Motormodells bestimmen Sie mit Hilfe eines übersichtlichen und einfach zu bedienenden Assistenten. Anschließend wird auf Knopfdruck ein detailliertes Strukturmodell des gewünschten Motors inklusive des detailliertes Erregungsverhalten automatisch erstellt. Selbstverständlich können Sie dieses Strukturmodell bei Bedarf ergänzen oder individuell anpassen.

Systemvoraussetzungen

Systemvoraussetzungen SimulationX 4.0

Minimalanforderung Empfohlen
Betriebssystem Windows 7* Windows 10*
Hauptspeicher (RAM) 1 GB (2 GB für x64 Systeme) je nach Anwendung** min. 4 GB
Festplattenspeicher min. 2 GB je nach Anwendung**
Grafik 3D-fähige Grafikkarte je nach Anwendung**

* Die Installation der neuesten Service-Packs wird empfohlen.

** Der effektiv benötigte Arbeitsspeicher ist von der Modellgröße und Modellkomplexität abhängig.

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