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Simulazione software parchi fotovoltaici e trasmissione automotive
Modelon: simulazione software senza confini
Sommario
Modelon è una società di ingegneria quotata alle borse di Stoccolma ed al NASDAQ di New York che sviluppa soluzioni di simulazione basate sul linguaggio Modelica. Nasce e si sviluppa in Europa dove diventa presto leader di mercato per le simulazioni per i sistemi di condizionamento delle auto, divenendo il riferimento sia per i costruttori che per i fornitori di primo impianto. L'affidabilità dei risultati permetteva, infatti, di ridurre drasticamente le costosissime sessioni di prova nella Death Valley in California, fino ad allora l'unico campo di prova riconosciuto per tali sistemi.
Casi studio su parchi fotovoltaici e odellazione dinamica di una trasmissione automotive.
Modelica
La chiave del successo è stata la molteplicità di competenze. Sin dall'origine Modelon ha, infatti, collegato allo sviluppo del software la presenza di professionalità di sistema che permetteva di focalizzare gli sviluppi sulle esigenze dei clienti rendendo loro trasparenti gli sforzi di programmazione e risoluzione dei modelli matematici. Questo approccio multidisciplinare ha trovato in Modelica un terreno di cultura fertile grazie alle caratteristiche intrinseche del linguaggio che permette una programmazione aperta, per oggetti, di tutti i componenti dei sistemi facilitando la collaborazione ed i contributi delle singole professionalità. Da allora il modello è stato esteso ai settori dell'energia, dell'industria e dell'aerospazio confermando l'esattezza dell'impostazione strategica ed arricchendosi, man mano, di nuovi modelli, organizzati in librerie tematiche, che oggi rappresentano gli asset immateriali della società. L'ultima milestone dello sviluppo di Modelon è l'introduzione sul mercato della piattaforma Impact, all'inizio degli anni Venti di questo se colo. Impact è l'interfaccia collaborativa, naturalmente cloud-based, che permette l'impiego delle librerie Modelon in modo interattivo ed intuitivo.
Il linguaggio Modelica ha rappresentato certamente un elemento chiave nel successo di Modelon, i cui fondatori erano e sono tutt'ora membri fondatori del consorzio di sviluppo che ha ideato e sviluppato il linguaggio sin dalle origini. Modelica rappresenta una vera e propria rivoluzione copernicana nella simulazione fisica: gli algoritmi di soluzione delle equazioni non sono più a carico del programmatore ma del solutore, l'implicazione di questo concetto dal punto di vista della programmazione è devastante: un oggetto è rappresentato dalle sole equazioni costitutive, indipendentemente da quali siano, al loro interno, incognite e variabili; purché il sistema di equazioni ed incognite sia bilanciato il solutore è in grado di trovare le soluzioni. In pratica una resistenza elettrica sarà completamente descritta da un'equazione - V=R*I - in qualunque problema, a prescindere da quale dei termini della stessa equazione sia incognita o parametro. Rendere semplice la programmazione e la sua definizione attraverso un'interfaccia visuale e simbolica hanno un'implicazione organizzativa determinante, non meno importante di quella esecutiva: i modelli diventano agibili da competenze non esclusivamente informatiche, permettendo la collaborazione di un maggior gruppo di specialisti non necessariamente vicini fra loro.
Il linguaggio Modelica ha rappresentato certamente un elemento chiave nel successo di Modelon, i cui fondatori erano e sono tutt'ora membri fondatori del consorzio di sviluppo che ha ideato e sviluppato il linguaggio sin dalle origini. Modelica rappresenta una vera e propria rivoluzione copernicana nella simulazione fisica: gli algoritmi di soluzione delle equazioni non sono più a carico del programmatore ma del solutore, l'implicazione di questo concetto dal punto di vista della programmazione è devastante: un oggetto è rappresentato dalle sole equazioni costitutive, indipendentemente da quali siano, al loro interno, incognite e variabili; purché il sistema di equazioni ed incognite sia bilanciato il solutore è in grado di trovare le soluzioni. In pratica una resistenza elettrica sarà completamente descritta da un'equazione - V=R*I - in qualunque problema, a prescindere da quale dei termini della stessa equazione sia incognita o parametro. Rendere semplice la programmazione e la sua definizione attraverso un'interfaccia visuale e simbolica hanno un'implicazione organizzativa determinante, non meno importante di quella esecutiva: i modelli diventano agibili da competenze non esclusivamente informatiche, permettendo la collaborazione di un maggior gruppo di specialisti non necessariamente vicini fra loro.
Casi studio su parchi fotovoltaici e automotive
Engie - Manutenzione predittiva parchi fotovoltaici
Engie è un produttore di energia rinnovabile su scala mondiale che ha strategicamente optato per la diversificazione delle fonti di produzione. L'implementazione di tale strategia richiede la massima affidabilità e costanza di produzione possibile. Nel caso dei parchi fotovoltaici di grandi dimensioni questo comporta costi elevati di manutenzione preventiva che possono essere ridotti facendo significativamente ricorso a quella predittiva. Modelon ha generato, per questo, un digital twin di un impianto da 7600 pannelli che, con un numero ridotto di misure, è in grado di identificare gli elementi la cui prestazione tecnica si sta deteriorando sui quale, quindi, focalizzare gli interventi.
Subaru - Modellazione dinamica di una trasmissione automotive
Subaro impiega le librerie di modellazione dinamica multi-body della suite Modelon per la simulazione delle trasmissioni dei nuovi modelli ibridi ed elettrici. In questi progetti è stato possibile simulare gli aspetti dinamici e riprodurre i fenomeni che portano alla percezione di rumore di provenienza del cambio. Oltre alle performance meramente tecniche, i tecnici Subaro hanno osservato due aspetti qualificanti della piattaforma impiegata: in primis è stato raggiunto un livello di condivisione delle informazioni estremamente elevato con il vantaggio di generare opportunità formative per gli ingegneri che collaboravano al progetto mentre la possibilità di condivisione della piattaforma durante i periodi di lontananza obbligata dovute all'emergenza pandemica ha permesso un'intensa e proficua collaborazione fra i diversi membri del team forzatamente lontani.
Conclusioni
Leonardo ha progettato, costruito e deliberato dinamicamente un meccanismo innovativo in grado di svolgere questa funzione che verrà impiegato a breve su motori di larga produzione. Per la delibera del comando valvole in questione è stato progettato il banco prova citato in questo articolo così che fosse possibile ottimizzarne il comportamento dinamico procedendo alla taratura delle molle di ritorno delle valvole idrauliche e dell'elettronica di comando.
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Parole chiave: Condizionamento Aria, Fotovoltaico
