ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT USCONTACT
ETNdigi-superbanner
2026  # megabox

IN FOCUS

3D-piirit pakottavat suunnittelun huomioimaan lämmön, tehon ja mekaniikan

3D-IC-arkkitehtuureihin siirtyville suunnittelutiimeille suorituskyvyn ja luotettavuuden jatkuva parantaminen tuo mukanaan tuttuja mutta yhä monimutkaisempia haasteita: miten hallitaan tehonkulutusta, poistetaan lämpöä ja otetaan huomioon erilaisten fysikaalisten ilmiöiden monimutkainen vuorovaikutus pinotuissa rakenteissa?

Lue lisää...

ETNtv

 
ECF25 videos
  • Jaakko Ala-Paavola, Etteplan
  • Aku Wilenius, CN Rood
  • Tiitus Aho, Tria Technologies
  • Joe Hill, Digi International
  • Timo Poikonen, congatec
  • ECF25 panel
ECF24 videos
  • Timo Poikonen, congatec
  • Petri Sutela, Testhouse Nordic
  • Tomi Engdahl, CVG Convergens
  • Henrik Petersen, Adlink Technology
  • Dan Still , CSC
  • Aleksi Kallio, CSC
  • Antti Tolvanen, Etteplan
ECF23 videos
  • Milan Piskla & David Gustafik, Ciklum
  • Jarno Ahlström, Check Point Software
  • Tiitus Aho, Avnet Embedded
  • Hans Andersson, Acal BFi
  • Pasi Suhonen, Rohde & Schwarz
  • Joachim Preissner, Analog Devices
ECF22 videos
  • Antti Tolvanen, Etteplan
  • Timo Poikonen, congatec
  • Kimmo Järvinen, Xiphera
  • Sigurd Hellesvik, Nordic Semiconductor
  • Hans Andersson, Acal BFi
  • Andrea J. Beuter, Real-Time Systems
  • Ronald Singh, Digi International
  • Pertti Jalasvirta, CyberWatch Finland
ECF19 videos
  • Julius Kaluzevicius, Rutronik.com
  • Carsten Kindler, Altium
  • Tino Pyssysalo, Qt Company
  • Timo Poikonen, congatec
  • Wolfgang Meier, Data-Modul
  • Ronald Singh, Digi International
  • Bobby Vale, Advantech
  • Antti Tolvanen, Etteplan
  • Zach Shelby, Arm VP of Developers
ECF18 videos
  • Jaakko Ala-Paavola, Etteplan CTO
  • Heikki Ailisto, VTT
  • Lauri Koskinen, Minima Processor CTO
  • Tim Jensen, Avnet Integrated
  • Antti Löytynoja, Mathworks
  • Ilmari Veijola, Siemens

ETN

Oct Nov # TME square
TMSNet  advertisement
ETNdigi
A la carte
AUTOMATION DEVICES EMBEDDED NETWORKS TEST&MEASUREMENT SOFTWARE POWER BUSINESS NEW PRODUCTS
ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT US CONTACT
Share on Facebook Share on Twitter Share on LinkedIn

Tulevaisuudessa suunnittelu perustuu virtuaaliseen kaksoseen

Tietoja
Julkaistu: 03.05.2022
Luotu: 03.05.2022
Viimeksi päivitetty: 05.05.2022
  • Embedded
  • Software

Digitaalisesta kaksosesta on puhuttu jo vuosia. Dassault Systèmes puhuu virtuaalisesta kaksosesta. Siinä luodaan jotain, mitä ei ole vielä olemassa. Tulevaisuudessa suunnittelu useilla aloilla perustuu virtuaaliseen kaksoseen.

Dassault Systèmesin Pohjoismaiden myyntijohtaja Thomas Lindström perustelee konseptia tutun oloisesti. - Autamme asiakkaitamme kehittämään kestävämpiä tuotteita ja ratkaisuja, ja parantamaan toimitusketjuja.

Verkosta löytyvät määritelmät eivät auta tekemään eroa digitaalisen ja virtuaalisen kaksosen välille. Digitaalista kaksosta kuvataan jopa fyysisen objektin tai prosessin virtuaaliseksi esitykseksi. Annetaan siis Lindströmin selittää.

- Digitaalisessa kaksosessa tehdään digitaalinen kopio tai esitys jostakin todellisesta. Tämä voi olla tuote, ratkaisu, talo, mitä tahansa. Siihen voidaan lisätä erilaista informaatiota ja dataa.

- Virtuaalisessa kaksosessa luodaan jotain, mitä ei ole vielä olemassa. Siinä käytetään mielikuvitusta luomaan uusia asioita ja ratkaisuja. Siinä voidaan testata, simuloida ja rakentaa asioita ennen kuin ne ovat olemassa.

Tavallaan digitaalinen kaksonen on osa virtuaalista kaksosta. Jos tehdään digitaalinen kaksonen tehtaasta, voidaan se mallintaa nykyisillä tuotantolaitteilla. Jos halutaan selvittää, miltä tulevaisuuden tehdas näyttää, se ei ole digitaalinen kaksonen vaan virtuaalinen.

3D-MALLISTA LIIKKEELLE

Tyypillisesti liikkeelle lähdetään CAD-datasta. Rakennetaan tehtaan 3D-malli jollakin työkalulla tuotetusta CAD-datasta. Malliin voidaan tuoda esimerkiksi robottien CAD-malleja, tuotantolaitteita tai työvälineitä, Lindström selventää.

Virtuaalisessa kaksosessa on kyse rakentamisesta, mallintamisesta ja simuloinnista, ja se voidaan tehdä hyvin monilla eri alueilla. Lindström ottaa esimerkiksi uuden akkutehtaan, jonka voi mallintaa sen mukaan, miten sen toiminta on ajateltu. Sen jälkeen voidaan simuloida työnkulkua erilaisilla linjoilla. Voidaan optimoida ja tasapainottaa tuotanto, ja nähdä mihin kannattaa sijoittaa varasto, jopa se, miten trukkien kannattaa liikkua.

- Iso etu on se, että virtuaalisia kaksosia voidaan rakentaa rajattomasti. Voidaan testata suuri joukko mahdollisia skenaarioita, jotta oikea malli löydetään.

Lindströmin mukaan tämä on jo täyttä totta. - Monet asiakkaamme rakentavat 3D-malleja. Virtuaalisen kaksosen ei tarvitse olla 3D-malli vaan se voi olla myös datapohjainen ja esittää esimerkiksi toimitusketjua. Tuotteella voi olla vaikkapa sata eri alihankkijaa ja malliin voidaan sisällyttää erilaisia parametreja, jotka kuvaavat vaikkapa alihankkijan tehtaiden sijaintia. Näille voidaan ottaa malliin mukaan vaihtoehtoisia toimittajia.

On ilmeistä, että datan avulla voidaan saavuttaa monenlaisia hyötyjä. Voidaan simuloida, mitä tapahtuu, kun vastaan tulee toimitusvaikeuksia. Mitä tapahtuu, jos jonkun alihankkijan tehdas suljetaan tai Kiinassa tulee vaikeuksia tullissa?

- Voidaan jopa simuloida tuotannon siirtoa Kiinasta takaisin Suomeen, Lindström esittää.

Parhaimmillaan virtuaalinen kaksonen kertoo, mitkä ovat vaikutukset talouteen, toimitusaikoihin tai tuotannon päästöihin. Se voi olla korvaamaton liikkeenjohdon ja liiketoiminnan työkalu.

EI TIEDOSTOJA, VAAN MALLEJA

Dassault Systèmesillä kaikki lähtee 3DExperience-alustasta. Se on yhtiön tärkein tuote, suunnittelu- ja yhteistyöalusta. - Sen sisällä ovat CAD-työkalumme, joissa rakennetaan 3D-mallit. Näitä työkaluja, esimerkiksi Catiaa, useimmat autoteollisuuden asiakkaat käyttävät, Lindström kertoo.

Täysin saman voi tehdä robotille. Voidaan 3D-mallintaa, miltä tulevaisuuden robotti näyttää. Siihen rakennetaan liikeradat, ohjausratkaisut ja koko järjestelmä, joka vaikuttaa robotin toimintaan. Tarkka mallinnus tuottaa "järjestelmien järjestelmän", joka pitää sisällään elektroniikan, ohjelmistot ja laitteistot. Tätä kokonaisuutta voidaan simuloida.

Lindströmin mukaan tälle mallintamisen alueelle on tullut monia pieniä niche-yrityksiä, jotka osaavat tiettyjä osa-alueita. Joillakin on hyvää CAD-osaamista, joillakin tuotanto-osaamista, toisilla kokemusta toimitusketjun rakentamisesta tai simuloinnista. Nämä ratkaisut ovat kuitenkin tiedostopohjaisia. Tämä tuo mukanaan rajoituksia. - Tämä tarkoittaa jotain tiettyä tiedostoformaattia, jolla data pitää tarkistaa tai siirrellä edestakaisin.

- Me olemme kehittäneet alustan, jossa kaikki nämä osa-alueet toimivat samassa tietokannassa. Datarakenteemme on mallipohjainen. Tämän ansiosta robotin kanssa voidaan työskennellä heti, kun datakannassa on jotain. Voidaan ryhtyä luomaan vaikkapa asennusohjeita.

Dassault Systèmesin alusta on avoin eli siihen voidaan tuoda hyvin monenlaisia tiedostoja. - Meillä on paljon erilaisia rajapintoja. Voidaan käyttää esimerkiksi Siemensin CAD-tiedostoja. Muiden työkalujen haittana on kuitenkin tiedostopohjaisuus. Alustallemme voidaan tuoda tiedostoja, mutta enemmän hyötyjä saa, jos työskentelee mallipohjaisen datan kanssa. Tältä osin olemme varmaan viisi vuotta edellä kilpailijoitamme, Lindström arvioi.

TAVALLAAN VANHA IDEA

Virtuaalinen kaksonen on tavallaan evoluution tulosta. Dassault Systèmesillä oli virtuaalisen prototyypin idea jo 1990-luvulla. Tuolloin se tarkoitti tuotteen virtuaalista mockup- eli puumallia. Sen jälkeen tämän idean ympärille on rakennettu koko joukko erilaisia ratkaisuja.

– Me ryhdyimme ensimmäisenä puhu-maan tuotteen elinkaaren hallinnasta ja sitten kehitimme 3DExperience-alustan, Lindström kertoo.

Digitaalisen tai virtuaalisen kaksosen termi tuli enemmän markkinoilta. - Kun siitä alettiin muutama vuosi sitten puhua, huomasimme että meillähän oli jo tällainen ratkaisu olemassa.

Tällainen virtuaalinen suunnittelu on tulossa lähes kaikille eri aloille. Jos puhutaan esimerkiksi älykaupungeista, Dassault Systèmes on rakentanut Singaporen kaupungista virtuaalisen kaksosen.

- Sen avulla voidaan vaikkapa simuloida yhden kaupunginosan liikennettä, kuinka ihmiset liikkuvat, millainen sähköntarve on tai mitä tapahtuu, jos vedenpinta nousee puoli metriä, Lindström kuvaa.

Toinen tärkeä alue on tuotteiden elinkaaren seuranta ja tuotteen kestävyyden arviointi. Siihen virtuaalinen kaksonen on erinomainen työkalu.

- Kenenkään muun työkaluilla ei voida nähdä jo suunnitteluvaiheessa, kuinka paljon sähköä laite tai laitos tulee kuluttamaan, miten se kannattaisi valmistaa, Lindström muistuttaa.

Työkalusta on erilaisia lisenssimalleja erikokoisille asiakkaille. Pienempiä asiakkaita varten on rakennettu kumppaniverkosto. Lisäksi 3DExperience on julkistettu pilviversiona, joten pienelle asiakkaalle on suhteellisen helppoa testata tekniikkaa. Voi kokeilla SaaS-tyyliin asioiden tai tuotteiden mallintamista ja rakentaa, simuloida ja testata omia virtuaalisia kaksosiaan.

- Enää ei tarvita monen miljoonan investointeja, jotta voi käyttää tällaisia työkaluja. Riittää, että rakentaa pilvipohjaisen ympäristön. Se onnistuu hyvin helposti ja tuottaa nopeasti hyötyjä, Lindström päättää.

Kuva: Dassault Systèmes

 

Artikkeli on ilmestynyt tuoreessa ETNdigi 2/2022 -lehdessä. Sitä pääset lukemaan täällä.

Toukokuun ajan voit myös osallistua kisaan, jossa voit äänestää lehden parasta artikkelia ja voittaa upean OnePlus Nord 2 -älypuhelimen. Lue lisää täällä.

 

MORE NEWS

Siemens tuo sirujen tuotantotestauksen PCIe- ja USB-väyliin

Puolijohteiden monimutkaistuessa niiden tuotantotestaus vie yhä enemmän aikaa ja rahaa. Siemens pyrkii ratkaisemaan ongelman uudella Tessent Silicon Executable -ohjelmistolla, jonka avulla sirujen testikuvioita voidaan suorittaa suoraan nopeiden PCIe- ja USB-liitäntöjen kautta. Ratkaisu tuo samat testit piirin suunnittelusta tuotantolinjalle ja valmiiseen järjestelmään.

Mikro-ohjaimen rajat murtuvat – tekoälylle satoja megatavuja muistia

Mikro-ohjainten ja sovellusprosessorien välinen raja alkaa hämärtyä. Synaptics on esitellyt yhteistyössä Googlen kanssa uuden Astra SR200 -piirisarjan, joka tuo mikro-ohjaimeen tehokkaan tekoälykiihdyttimen ja jopa satoja megatavuja DRAM-muistia. Tavoitteena on ajaa aiemmin Linuxia ja erillistä muistia vaatineita tekoälysovelluksia pienissä, vähän energiaa kuluttavissa laitteissa.

Datakeskusten energiantarve puhutti Energiamessuilla

Datakeskusten kasvava sähkönkulutus, energian varastointi ja teollisuuden sähköistyminen nousivat keskeisiksi aiheiksi Tampereella järjestetyillä Energiamessuilla. Kolmipäiväinen tapahtuma kokosi yhteen 7800 energia-alan ammattilaista ja asiantuntijaa.

Tämä työkalu löytää virheet, jotka jäävät testeissä piiloon

Sulautettu järjestelmä voi läpäistä kaikki testit ja sisältää silti virheitä, jotka aiheuttavat ongelmia vasta todellisessa käytössä. Ruotsalainen Percepio pyrkii löytämään tällaiset piilevät ongelmat ennen tuotteiden päätymistä asiakkaille. Nyt tekniikka on tuotu myös Zephyr-reaaliaikakäyttöjärjestelmän kehittäjien ulottuville.

Renesas vaihtaa flashin MRAM-muistiin uusissa ohjaimissaan

Renesas ottaa merkittävän askeleen 32-bittisten mikro-ohjaintensa kehityksessä. Uudet RX74M- ja RX74N-piirit ovat RX-perheen ensimmäiset 22 nanometrin prosessilla valmistettavat mikro-ohjaimet, joissa perinteinen sulautettu flash-muisti on korvattu MRAM-muistilla. Samalla kellotaajuus nousee 600 megahertsiin, mikä on yli kaksinkertainen edeltäjiin verrattuna.

60 gigahertsin tutkat voidaan testata ilman mittauskammiota

Millimetriaaltotutkien tuotantotestaus voi jatkossa onnistua ilman suuria ja kalliita kaiuttomia mittauskammioita. Japanilaiset Anritsu ja Candox Systems ovat osoittaneet, että 60 gigahertsin tutkien mittaukset voidaan tehdä lähikenttäanturilla siten, että tulokset vastaavat riittävän hyvin virallisissa hyväksyntätesteissä käytettäviä kaukokenttämittauksia.

Yksi verkkopyyntö voi riittää palvelimen kaappaamiseen

Kahdesta kriittisestä PHP-haavoittuvuudesta voi muodostua vakava uhka valtavalle määrälle verkkosivustoja ja verkkokauppoja. PHP2Shell-nimellä tunnetut haavoittuvuudet saattavat mahdollistaa palvelimen kaappaamisen yhdellä verkkopyynnöllä ilman käyttäjätunnuksia tai salasanaa. Korjauspäivitykset on jo julkaistu, mutta suuri määrä palvelimia käyttää edelleen vanhoja PHP-versioita.

Nokian Hotard: Tekoälyverkkojen kysyntä ylittää jo tarjonnan

Toimitusjohtaja Justin Hotard ei usko tekoälyinfrastruktuurin kysynnän jäävän lyhytaikaiseksi kasvupiikiksi. Nokian myynti tekoäly- ja pilviasiakkaille kasvoi kolmannella neljänneksellä 123 prosenttia. Yhtiö ennustaa optisten verkkojen ja IP-verkkojen yhteenlasketun liiketoiminnan kasvavan ensi vuonna jopa 30 prosenttia.

Lovable vie vibekoodauksen yritysten omiin pilviin

Ruotsalainen AI-yhtiö Lovable haluaa tehdä vibekoodauksesta yritysten tuotantokelpoisen ohjelmistokehityksen työkalun. Uuden Deploy on AWS -ratkaisun avulla tekoälyllä luodut sovellukset voidaan ajaa yrityksen omassa pilviympäristössä. Ensimmäisten suurasiakkaiden joukossa on Deutsche Telekom.

Donut Labin kylmätestissä kovat tulokset

Donut Labin kiinteän elektrolyytin akku säilytti lähes 97 prosenttia kapasiteetistaan 30 asteen pakkasessa. VTT tekemässä testissä tulos saavutettiin ilman akun eristystä, lämmitystä tai aktiivista lämmönhallintaa. Tulos jää hieman CES-messuilla luvatusta 99 prosentista, mutta on poikkeuksellisen hyvä verrattuna perinteisiin litiumioniakkuihin.

Nokia lyhentää piirisuunnittelun kuukausista päiviin tekoälyllä

Nokia ottaa käyttöön Cadencen tekoälyagentteihin perustuvan suunnitteluympäristön, jonka avulla monimutkaisia piirisuunnittelun ja analyysin työvaiheita voidaan nopeuttaa jopa viisinkertaisesti. Cadencen mukaan aiemmin kuukausia vaatineita suunnittelukierroksia voidaan lyhentää päiviin.

Muratan lämpötila-anturi on lähes näkymätön

Murata on kehittänyt maailman pienimmäksi kutsumansa NTC-termistorin. Uuden NCU01-sarjan komponentin mitat ovat vain 0,25 × 0,125 millimetriä. Niin pientä anturia on jo vaikea erottaa paljaalla silmällä.

Komponenttikauppa käy kuumana – Digikey kasvaa ja investoi

Elektroniikkakomponenttien jakelija Digikey kertoo kasvavansa tänä vuonna yli 50 prosenttia. Voimakkaan kasvun jatkuessa yhtiö investoi seuraavien 18 kuukauden aikana 100 miljoonaa dollaria jakelukeskuksensa kapasiteettiin ja automaatioon.

TI mittaa tekoälypalvelimen sähköhäiriöt nanosekunnin tarkkuudella

Tekoälypalvelimien GPU- ja prosessorikorttien tehonsyötössä voi esiintyä nanosekuntien mittaisia jännitehäiriöitä, jotka aiheuttavat toimintahäiriöitä ja pahimmillaan laitevikoja. Texas Instrumentsin uusi AD-muunnin tekee nämä häiriöt näkyviksi ja mahdollistaa niiden jatkuvan etävalvonnan.

600 megabittiä satelliitin sisällä

Satelliittien sisäinen tiedonsiirto vaatii nopeuden lisäksi poikkeuksellista luotettavuutta ja säteilynkestoa. STMicroelectronics on esitellyt uuden RHFLVDS42-vastaanotinpiirin, joka siirtää dataa jopa 600 megabitin sekuntinopeudella ja kestää avaruuden ankarat olosuhteet.

ISM-taajuuksille entistä pienempi tehovahvistin

Brittiläinen CML Micro on julkistanut ISM-taajuusalueiden langattomiin laitteisiin tarkoitetun CMX90A002-tehovahvistimen. Uusi GaAs-pohjainen piiri tuottaa jopa 1,8 watin lähtötehon, ja sen kotelo vie 44 prosenttia vähemmän pinta-alaa kuin aiemmissa malleissa.

Tekoäly vauhdittaa piirisuunnittelun työkalumarkkinoita

Piirisuunnittelun työkalumarkkinat jatkavat vahvaa kasvuaan. SEMIn tuoreiden lukujen mukaan elektronisen suunnittelun markkinat kasvoivat toisella vuosineljänneksellä 12,2 prosenttia 5,71 miljardiin dollariin. Kasvun taustalla vaikuttaa myös tekoäly, joka lisää sekä uusien piirien suunnittelutarvetta että suunnittelutyökalujen suorituskykyä.

Kalliit muistit ajavat halvat älypuhelimet ahdinkoon

Älypuhelinmarkkinat ovat ajautuneet jyrkkään laskuun muistipiirien ja tallennusmuistien kallistumisen vuoksi. Tutkimusyhtiö Omdian mukaan maailmanlaajuiset älypuhelintoimitukset supistuivat heinä–syyskuussa peräti 20 prosenttia vuodentakaisesta. Erityisen kovaa hintapaine iskee edullisiin puhelimiin, joiden valmistuksessa katteet ovat jo ennestään pieniä.

Vastamelutekniikka haastaa kännyköiden RF-suodattimet

Brittiläinen Forefront RF tuo matkapuhelimiin vastamelukuulokkeista tutun periaatteen. Sen uusi RF-piiri muodostaa lähettimestä vastaanottimeen vuotavasta signaalista vastakkaisvaiheisen kopion, joka kumoaa häiriön. Näin useita kiinteitä RF-dupleksereita voidaan korvata yhdellä säädettävällä moduulilla.

Elektrobit vähentää käsityötä autojen ECU-koodissa

Elektrobit ja amerikkalainen Microchip Technology ryhtyvät yhteistyöhön autojen ECU-ohjainyksiköiden ohjelmistokehityksen nopeuttamiseksi. Tavoitteena on vähentää AUTOSAR-ohjelmistojen integrointiin liittyvää käsityötä ja tarjota autonvalmistajille entistä valmiimpia ohjelmistoalustoja.

2026  # mobox för megabox
Oct Nov   # puffbox mobox till square
TMSNet  advertisement

© Elektroniikkalehti

 
 

TECHNICAL ARTICLES

Reaaliaikainen moottorinsäätö irrotetaan prosessorin tehtävistä

ETN - Technical articleHumanoidirobottien servokäyttöjen on ohjattava nivelten liikkeitä tarkasti ja nopeasti. Samalla niiden mikro-ohjaimilta vaaditaan yhä enemmän tiedonsiirtoa, diagnostiikkaa ja muita järjestelmätason toimintoja. Ratkaisuna on erottaa aikakriittinen moottorinsäätö muista prosessorin tehtävistä ja siirtää se erillisen laitteiston hoidettavaksi.

Lue lisää...

OPINION

Googlen jätti-investointi: aika on kypsä uudelle ydinvoimalle

Googlen 13 miljardin euron investointi Suomeen on valtava uutinen. Vielä suurempi uutinen saattaa kuitenkin olla se, mitä investointi kertoo Suomen sähköntarpeesta. Tekoäly tarvitsee sähköä. Paljon sähköä, tasaisesti ja ympäri vuorokauden.

Lue lisää...

 

LATEST NEWS

  • Siemens tuo sirujen tuotantotestauksen PCIe- ja USB-väyliin
  • Mikro-ohjaimen rajat murtuvat – tekoälylle satoja megatavuja muistia
  • Datakeskusten energiantarve puhutti Energiamessuilla
  • Tämä työkalu löytää virheet, jotka jäävät testeissä piiloon
  • Renesas vaihtaa flashin MRAM-muistiin uusissa ohjaimissaan

NEW PRODUCTS

  • Muratan lämpötila-anturi on lähes näkymätön
  • 600 megabittiä satelliitin sisällä
  • ISM-taajuuksille entistä pienempi tehovahvistin
  • Uusi anturi mittaa satojen ampeerien virtoja ilman mittausvastusta
  • Sama anturi mittaa korkeuden vuoristossa ja syvyyden veden alla
 
 

Section Tapet