La simulazione è la chiave per affrontare le sfide della progettazione nel settore automobilistico

Un vantaggio più sottile e meno tangibile, ma che potrebbe rivelarsi tra i più importanti, è rappresentato dal valore della simulazione quale piattaforma per l’apprendimento. Non è facile quantificare il valore economico da attribuire alla conoscenza, all’intuizione e alla padronanza che derivano dall’esplorazione di un progetto di sistema, con la modifica dei suoi parametri, la prova di vari stimoli e condizioni di carico, il testing di configurazioni e varianti alternative ecc. Questo tipo di esplorazione e di apprendimento sono alla base di ogni innovazione.

La modellizzazione delle variazioni del sistema complessivo aiuta anche a evitare che i progettisti ottimizzino un componente a scapito dell’intero sistema. Ad esempio, la riduzione del costo di un componente, magari peggiorandone la tolleranza, potrebbe propagare un effetto che alla fine comporta una modifica più costosa di un altro componente, per compensare la variazione complessiva. Potendo rilevare un simile impatto, questa modifica può essere respinta prima che diventi irreversibile.

La simulazione consente inoltre di effettuare azioni e di verificare risultati altrimenti impossibili utilizzando l’hardware reale. Ad esempio, i progettisti possono simulare un sistema che operi a livelli eccessivi di voltaggio o di temperatura, o visualizzare correnti, flussi e altre variabili di stato interne di un’apparecchiatura. Un altro esempio è la possibilità di collaudare un controller embedded, in esecuzione nel contesto delle sue periferiche hardware (ad es. A/D, D/A, timers ecc.). Ciò è simile all’utilizzo di un emulatore in-circuit nel mondo reale, con la differenza che, nel mondo virtuale emulato, l’utente può a tutti gli effetti fermare ad un breakpoint anche lo scorrere del tempo, non solo l’esecuzione del codice.

Lo standard IEEE 1076.1, che definisce il linguaggio VHDL-AMS, in abbinamento a un simulatore multi-language, consente di valicare i confini presenti nel processo di progettazione di sistema del settore automotive. Sfruttando le tecnologie di modellizzazione e di simulazione, i progettisti di sistemi automotive possono ridurre i problemi legati alla protezione della IP, migliorare la comunicazione tra risorse di sviluppo distribuite geograficamente, ed integrare un’ampia varietà di contenuti tecnici. La compatibilità del modello viene conservata attraverso tutte le fasi del processo di progettazione, dall’esplorazione iniziale del concetto fino alla verifica finale dell’hardware e del software.

Grazie al VHDL-AMS, esistono degli strumenti di modellizzazione dell’hardware adatti per l’analisi dell’integrità dei segnali nelle reti. In questo va inclusa la modellizzazione degli aspetti analogici, digitali e mixed-signal dei transceivers, come anche del comportamento delle linee di trasmissione cablate twisted-pair, dei connettori e degli altri componenti del Physical Layer delle reti. I modelli vengono sviluppati dai fornitori dei componenti e sono normalmente resi disponibili fin dalle fasi iniziali del processo di procurement. Inizialmente i modelli sono basati sulle performance attese, ma man mano che la progettazione dei moduli progredisce, i modelli vengono aggiornati e migliorati, fino a comprendere le tolleranze di produzione dettagliate.

Siccome si tratta di modelli di tipo comportamentale, che quindi non contengono alcun dato di dettaglio relativo alla struttura interna di progetto dell’apparecchiatura, i fornitori li possono condividere in tutta tranquillità con gli altri membri della supply chain. Il progettista può quindi assemblare e distribuire insieme ai modelli anche un testbench completo del sistema, in modo tale che tutti i fornitori possano esplorare e verificare le innovazioni relative al miglioramento della qualità. Per gli OEM, questo approccio costituisce anche una piattaforma efficace per comunicare sia i requisiti complessivi del sistema che le specifiche dei singoli componenti.

L’integrazione e la verifica system-level virtuali, comprensive dei collegamenti all’indietro con le specifiche eseguibili originali, comportano anzitutto la disponibilità di un ambiente ricco per l’integrazione dei tool. L’integrazione di sistema può iniziare anche prima che l’hardware fisico sia disponibile, mediante la creazione di un modello del sistema che incorpori una combinazione delle diverse tecnologie. Possono esservi inclusi tutti gli effetti meccanici, magnetici, idraulici, termici, o di qualsiasi altra tecnologia che possa essere descritta mediante equazioni algebriche o differenziali. Nonostante il loro evidente valore, questi vantaggi per la progettazione di sistema nel settore automobilistico si manifesteranno però in modo evidente solo quando le tecniche di modellizzazione dei sistemi cominceranno ad essere utilizzate da un elevato numero di progettisti, impegnati ai livelli di sistema e dei componenti e lungo tutto lo spettro delle discipline ingegneristiche.

Contenuti correlati

• 
  Concorso accademico Aveva per reimmaginare l’industria dell’idrogeno grigio

  Sta per concludersi la quinta edizione dell’Aveva Process Simulation Academic Competition, concorso quest’anno focalizzato sul tema dell’ idrogeno, con cui l’industrial software company Aveva invita gli studenti di tutta Europa e Nord America a cimentarsi in una...
• 
  Soluzioni innovative per la supply chain con le soluzioni AI di Panasonic Connect

  La nuova divisione europea di ricerca e sviluppo di Panasonic Connect collabora con clienti e partner per creare soluzioni innovative per la supply chain. Lavorando a stretto contatto con la controllata di Panasonic, Blue Yonder, la divisione...
• 
  Investimenti digitali in Italia, +1,5% nel 2025 secondo gli Osservatori del PoliMi

  Nonostante l’incertezza economica, le aziende italiane confermano gli investimenti nel digitale, ritenuto essenziale per mantenere competitività. Secondo i dati della ricerca degli Osservatori Startup Thinking e Digital Transformation Academy del Politecnico di Milano, per il 2025 si...
• 
  Windchill di PTC al centro della trasformazione digitale del Gruppo Carraro

  PTC è stato selezionato quale fornitore strategico dal Gruppo Carraro, che ha scelto Windchill quale piattaforma PLM (Product Lifecycle Management) di ultima generazione per gestire il ciclo di vita dei suoi prodotti in un’ottica di integrazione della...
• 
  Soluzioni di connessione efficienti per un cablaggio dei data center a prova di futuro

  La domanda di data center cresce senza sosta in tutto il mondo. Ogni mese vengono costruiti numerosi nuovi data center, di conseguenza è necessario ampliare le capacità di archiviazione e di elaborazione nelle strutture esistenti e migliorare...
• 
  Flessibilità e digitalizzazione con l’automazione modulare di Copa-Data

  I nuovi paradigmi di produzione nelle scienze della vita pongono sfide sempre più complesse agli ingegneri impegnati nell’automazione e digitalizzazione dei processi. Settori come il biotech, la chimica a flusso continuo e le terapie cellulari devono affrontare...
• 
  Scopri tutto il potenziale di pylon vTools di Basler

  In campo della visione artificiale, pylon vTools di Basler offre funzioni avanzate di elaborazione e analisi delle immagini, basate su algoritmi classici e di intelligenza artificiale. Grazie a un’interfaccia intuitiva, è possibile creare pipeline robuste per applicazioni...
• 
  Mercato automotive: previsioni per il 2025

  Il settore dell’automotive è vicinissimo a una trasformazione epocale. Guidata da una convergenza di fattori – incessanti progressi tecnologici, mutevoli esigenze dei consumatori e crescente consapevolezza dell’impatto ambientale – il settore automotive del prossimo futuro, quello del...
• 
  Il valore dei digital twin per la sostenibilità nell’offerta di Shin Software

  Shin Software, azienda attiva nello sviluppo di soluzioni innovative come la tecnologia Digital Twin, si caratterizza come partner strategico per l’industria, con un forte impegno verso i principi ESG. Recentemente, l’azienda ha partecipato alla fiera Automation &...
• 
  Innovazione e sostenibilità su strada e in pista con Dallara e PTC

  Creo, la soluzione CAD 3D di PTC, è l’elemento cardine attorno al quale ruotano le attività di progettazione di Dallara, marchio iconico dell’industria automobilistica sportiva ed eccellenza mondiale che, con le sue vetture, è fornitore dei campionati...