Hur man uppfyller målen för minskade koldioxidutsläpp med hjälp av simulering
Innehåll
Vad är koldioxidutsläpp?
Dekarbonisering är en process för att minska koldioxidutsläppen genom att använda energikällor med låga koldioxidutsläpp och släppa ut mindre växthusgaser i miljön. Denna process syftar till att uppnå en koldioxidfri global ekonomi genom att minska utsläppen i hela värdekedjan på ett planerat och tekniskt möjligt sätt. Alternativa bränslen, elektrifiering, förnybar energi, initiativ för klimatkompensation, metoder för livscykelbedömning (LCA) och hållbara arbetsmetoder är alla exempel på metoder för att minska koldioxidutsläppen.
Hur påverkar minskade koldioxidutsläpp ditt företag?
Konsumenter och tillsynsorganisationer kräver att tillverkningen ska uppfylla hållbarhetsmålen enligt en tuff tidsplan. Detta bör dock ses som en möjlighet snarare än en kostnad. Minskade koldioxidutsläpp i hela kedjan gör att ditt företag kan dra nytta av att göra en positiv skillnad på ett antal sätt, från att påskynda utvecklingen av nya affärsmodeller till att tillverka mer hållbara produkter.
Utmaningarna med minskade koldioxidutsläpp
Att minska koldioxidutsläppen i din verksamhet kan inte lösas med ett enda slag. Det är en bred och mångfacetterad utmaning som innebär att man måste förändra flera processer och samarbeta med en mängd olika intressenter. Därför krävs det lösningar som kan ge en holistisk och realistisk bild av hela företagets verksamhet, så att företagen kan förstå utmaningarna och samordna, testa och implementera effektiva åtgärder.
Fem sätt att skapa hållbara produkter med hjälp av simulering
Simuleringsdriven design är ett datadrivet, samarbetsinriktat och samtidigt tillvägagångssätt för produktutveckling. Genom att använda detta tillvägagångssätt kan organisationer förbättra hållbarheten under produkternas hela livscykel. Här är våra fem bästa möjligheter att minska koldioxidutsläppen med hjälp av simulering:
- Materialteknik
- Minska mängden spill
- Ökad slitstyrka
- Effektiv energianvändning
- Optimering av design
Materialteknik
Materialteknik fokuserar på att skapa nya material med potentiellt unika fysiska egenskaper för att lösa ett spektrum av designproblem, ersätta befintliga material för att minska miljöpåverkan och göra material lättare för att klara en förutbestämd belastning. Biomaterial är ett lovande område för hållbarhetsarbete i syfte att minska en produkts miljöpåverkan.
Icke-linjär FEA (Finite Element Analysis) kan användas för att vägleda ingenjörer mot de bästa materialegenskaperna och applikationsvalen. Icke-linjära FEA-system, som Abaqus, har en fördel i den här branschen eftersom de kan göra exakta simuleringar av svåra användningsfall som hög värme och stress.
Minska mängden spill
De flesta företag inser nu de ekonomiska fördelarna med att minimera spillet i tillverkningen och utveckla effektivare konstruktioner. Genom processimulering av Lean-tillverkning kan man ta fram alternativ för återanvändning av material, produktivitetsoptimering, arbetsergonomi och minskade transportvägar.
Simulering kan också förbättra effektiviteten i tillverkningen genom att upprepa processer för att minska felfrekvensen och öka utbytesprocenten. En liknande metod kan också användas för att minska spillet från misslyckade prototypframställningar genom att skapa fler designiterationer i en virtuell miljö.
Ökad slitstyrka
FEA är vanligtvis en analytisk metod för att lösa ett system av partiella differentialekvationer som möjliggör mekanisk spännings- och strukturanalys. Genom att använda strukturanalys tidigt i designfasen av produktutvecklingen kan ingenjörer optimera hållbarheten, skapa produkter med längre livscykler och minska kostnaderna för prototypframställning.
Effektiv energianvändning
CFD (Computational Fluid Dynamics) används för simulering av vätskeflöden. Rörelser i vätskor (t.ex. luft och vatten) är en stor källa till energiförluster i många system på grund av luftmotståndet. Simulering hjälper till att minska dessa förluster, vilket resulterar i att mindre energi går åt för att driva systemet, liksom minskade utsläpp från energiproduktionen. Simuleringar av system kan också användas för att optimera energianvändningen. Exempelvis kan koldioxidintensiva energiresurser minimeras vid toppbelastningar genom analys av simuleringar av värmedistributionssystem.
Design och processoptimering
I vissa situationer, t.ex. när det gäller elektrifiering av flygplan, är kommersiella konstruktioner ännu inte kommersiellt gångbara. Inom dessa områden kan minskning av CO2-utsläpp under tillverkning och användning uppnås genom design- och processoptimering. CFD- och FEA-analys kan hjälpa tekniker att optimera aerodynamiken och identifiera möjligheter till lättvikt, vilket i slutändan förbättrar produktens hållbarhet vid användning.
Hur kan TECHNIA hjälpa till?
När företagen strävar efter att uppfylla målen för minskade koldioxidutsläpp kan integrering av avancerad simulering i tidiga designfaser avsevärt förbättra produkternas hållbarhet, öka intäkterna och förbättra resurseffektiviteten. Denna övergång innebär dock flera utmaningar.
Våra tjänster för simulering och teknik kan hjälpa dig att övervinna dessa hinder genom konceptuell utforskning, detaljerad designförfining, materialteknik eller teknisk validering, eller genom att förutsäga och analysera produktdesign under olika påfrestningar och dynamiska effekter.
