绿色期货

康明斯的PLANET 2050计划的目标是到2050年实现净零排放。

康明斯的PLANET 2050计划的目标是到2050年实现净零排放。

此处显示:气缸盖的横截面,显示了端口区域附近的温度升高。图片由康明斯提供。


气候变化。温室气体。碳排放量。除了科学证据,这些仍然有争议—虽然很重要—许多主题。但是,我们地球上很少有人会谈论减少废物的好处。

发动机,过滤和发电公司 康明斯 这家拥有100年历史的制造公司也设定了一个雄心勃勃的目标:到2050年在全球范围内实现净零排放的目标。’重新使用下一代模拟,过程 以及Ansys的数据管理(SPDM)软件来执行此任务。 

负责任的管理

该计划被称为PLANET 2050,它远远超越了更清洁,更省油的发动机和发电系统。 PLANET 2050是繁荣,领导力,倡导,培育,环境与共同的缩写,是一项全面计划,旨在在自定的2050年最后期限之前解决并完成此处列出的主题。 

与这家拥有61,000名员工的公司一样,在印第安纳州哥伦布市康明斯技术中心工作的人员也致力于制造商’s PLANET 2050 goals. 图片由康明斯提供。

实际上,制造商已制定了八个中期目标,力争在2030年之前实现这些目标。这些目标包括:

  • 将设施和运营产生的温室气体排放量减少一半,将新出售产品的排放量减少25%; 
  • 与客户合作,将现场产品的范围3温室气体排放量(报告公司的价值链内发生的间接排放量)减少5500万吨;
  • 将油漆和涂料操作中的挥发性有机化合物排放量减少50%;
  • 在设施和运营中产生的废物占收入的百分比减少了25%;和
  • 消除就餐设施,员工便利设施和活动中的一次性塑料,并重复使用或回收产品包装中使用的所有塑料。 

通过排气歧管的气流分析有助于康明斯设计出更省油的产品。 图片由康明斯提供。

该公司还认可了 首席执行官水任务,是一项联合国全球契约倡议,旨在“动员企业领导人实现水,卫生和可持续发展目标。 ”结果,康明斯社区仅在头两年就节约了超过1600万千升的水,并计划增加节余。

建立,测试

鲍勃·泰克尔(Bob Tickel)在康明斯服务超过三十年。结构和动力分析总监,他和他的团队不是PLANET 2050项目的直接负责人,而是康明斯的其他人’61,000名员工致力于他们的目标;实现此目的的最佳方法是开发强大,经济高效的方法来评估建议的设计变更。 

“We’在支持方面,” Tickel says. “产品团队一直在为我们制定计划’要实现我们的目标—可以使用哪些技术,组件和材料来减少排放,例如它们的工作温度和压力,以及达到燃油效率目标需要减少多少重量。它’我们的工作是对这些更改将对产品性能产生的影响进行建模和模拟。”

尽管仿真在康明斯中扮演着越来越重要的角色,但是像此处所示的测试台仍然是性能分析的关键方面。 图片由康明斯提供。

与几乎所有设计和制造复杂系统的公司一样,康明斯长期以来一直依靠对其产品进行物理测试。 Tickel指出,仅在印第安纳州哥伦布就有88个测试单元,在全球范围内具有可比的测试能力。 

“我们头80年的成功历史‘建立并测试’” he says. “That’关于我们的创始人Clessie Cummins是如何开始业务的,说实话,’数十年来该行业的运作方式。”

虚拟化

迄今为止,物理测试仍然是发动机和动力总成开发的重要组成部分,但是基于软件的分析开始在本世纪初占据主导地位。在此之前,Tickel解释说,建模和仿真非常着重于单个组件或学科,而不是整个系统。 

在2000年代初期,一些因素导致这种孤立的方法发生了根本性的变化—在这些障碍中,其中包括经济不景气,产品复杂性增加,全球化扩大以及普遍需要提高竞争力。这项更改带来了康明斯的分析主导设计(ALD)。 

自上而下的计划专注于加速康明斯’使用Ansys软件进行多学科建模和仿真。尽管物理测试仍将发挥关键作用,但直到获得分析结果后才执行物理测试,从而将此类测试的需求降至最低。为此,公司决定在设计,计算流体动力学和结构分析功能方面进行大量投资,首先是在印度浦那雇用了500名工程师和分析师,以建设新的技术设施。

ALD一直延续到今天,由于高性能计算和与Ansys等提供商的扩展许可协议,多学科优化现已成为Tickel及其团队运作的标准。然而,他’很快指出该公司’有很多测试台’t going anywhere. 

“模拟效果很好,但您仍然需要测试,” he says. “目的不是要消除它们,而是要一起协调测试和仿真,以便从每一个中获得最大的价值。”

模拟可持续发展

Tickel提到了另一个缩写:基于仿真的产品开发或SBPD。他承认事实并非如此’还没有像它的前身ALD那样滚开舌头,但这显然是康明斯仿真成熟度的前进之路和合乎逻辑的进步。 

他们甚至任命了仿真公司负责人Bob Sharpe,’负责协调此处提到的测试和仿真,同时还从这两者中收集尽可能多的数据。 

“It’一个功能卓越的方法,” Tickel says. “It’这是一个非常优秀的团队,他们的学科深厚,但是我们还需要更加集中精力在整个组织范围内提高我们的系统级思维。这意味着不仅要对引擎或变速器建模,还要对车辆进行整体建模。什么’更重要的是,它意味着展望未来,在这种情况下,车辆可以相互通信,或者形成排以提高燃油效率。我们对这些场景和其他场景进行建模’肯定会去。”

挑战是巨大的。康明斯已经实现了许多超级计算机和高端工作站,以支持模拟热,化学和流体动力学所需的密集计算周期,并且正在不断评估未来的系统以满足日益增长的需求,包括可能使用46,000核超级计算机或小型量子计算机在2022年。 

在此之前,他们将继续努力提高发动机和动力总成的效率,所有这些都将帮助公司迈向PLANET 2050。 

“We’由于我们的能力和企业领导能力,我们在这一领域取得了巨大的成功,” Tickel says. “Now it’是时候达到更高的性能水平了。”

Share This Article

订阅我们的免费杂志, 免费的电子邮件通讯或两者兼而有之!

加入超过90,000名工程专业人员的行列,他们将在新闻发布后立即获得最新的工程新闻。


About the Author

基普·汉森的头像
基普·汉森

基普·汉森撰写有关制造业的所有文章。您可以通过以下方式与他联系 (必须启用JavaScript才能查看此电子邮件地址)。.

  Follow DE
#24859