【CEO特辑】Simcenter篇：揭秘西门子如何打造最全面的研发数字孪生 – Simcenter
在极不平凡的2020年，面对突如其来的新冠肺炎疫情、世界经济深度衰退等复杂形势，中国成为全球唯一实现经济正增长的主要经济体。中国之所以能够迅速有力的控制疫情，除了中国人民众志成城外，“健康码”、远程体温传感器、大数据等新技术的也起到了至关重要的作用。以人工智能、通信技术、生命科学等为代表的新一轮科技革命，必将深入影响未来的生活及经济格局。西门子一直坚信数字化和技术创新是经济发展和企业成功的不二法门，从2007年至今，西门子持续投入了超过100亿美金并购UGS、LMS、CD-adapco、Mentor等公司，解决方案覆盖企业的研发、生产、运维等环节。如今我们将上述收购后的工具进行整合打造最全面的研发数字孪生 - Simcenter。（文章作者梁乃明）
Simcenter
研发数字孪生
Simcenter是西门子数字化工业软件为研发数字孪生开发的全新平台，是一个灵活、开放和可扩展的仿真和测试解决方案组合，支持客户在数字化转型中的各类创新活动。该组合涵盖了工程开发中的系统、结构、流体、电磁和电子设备仿真以及物理测试，核心产品包括机电液热系统建模与仿真工具Amesim，集成的结构多物理场仿真工具Simcenter 3D，专注于CFD的多物理场仿真工具STAR-CCM+，市场领先的电子散热仿真工具FloTherm。西门子为客户提供工程服务、深厚的行业专业知识和技术诀窍，为客户在数字化转型过程中保驾护航。
根据我们多年来在这一领域帮助市场领先企业的经验，Simcenter作为全新仿真与测试解决方案具备如下独特优势：
Simcenter解决方案包括广泛的学科，包括结构、流动、电磁、运动、热、控制等，帮助客户从材料到整个系统性能进行建模；
Simcenter智能设计空间探索的解决方案可跨越结构、流动、电磁、运动等学科，打破软件数据传递壁垒，帮助客户快速寻找最优设计；
Simcenter提供流程自动化、云计算等技术，帮助客户缩减研发周期；
Simcenter提供仿真测试一体化的整体解决方案，基于MBSE概念建立模型传递，团队沟通合作机制，在研发过程中保持高度集成。
接下来我们通过两个客户的成功案例说明Simcenter如何帮助客户实现研发创新。
葛兰素史克
利用Simcenter加快疫苗研发
回到新冠疫情的话题，疫情期间西门子6200余员工累计捐款220万人民币，西门子和西门子医疗共同捐赠价值1500万人民币的医疗设备，这些是显性的贡献；与此同时，我们的解决方案也在帮助合作伙伴葛兰素史克加速新冠疫苗的生产，保护人类健康。葛兰素史克采用西门子解决方案建立了疫苗研发及生产的数字孪生，利用多种在线传感器监测真实工厂的生产工艺，并实时反馈到孪生虚拟工厂，对产线的故障及良品率等进行预测分析。与此同时创新的采用Simcenter对生产工艺进行离线仿真，探索更优的工艺流程，加速新冠疫苗上市。
阿斯麦
利用Simcenter提高光刻机的性能
第二个例子来自人工智能、通信技术领域必不可少的芯片，而芯片制造的最核心装备光刻机的设计研发、制造维护涉及光学、运动、流动、传热、控制等多种学科的先进技术。目前全球高端光刻机生产主要被荷兰ASML公司垄断，最先进的EUV光刻机，单台价格高达1.2亿欧元，约合10亿人民币，是目前工业界最尖端的加工设备。ASML光刻机也是经过了长达数十年的同行竞争才脱颖而出，成为市场的绝对领导者。在这期间，两项关键技术突破扮演了重要角色，分别是TWINSCAN双工件台和浸没式系统。
传统的光刻机中只有一个工件台，晶圆的上下片、测量、对准、曝光都是顺序进行的；ASML独家开发出磁悬浮TWINSCAN双工件台系统，大部分测量、校正工作可以在另一个工件台上并行，从而大幅提升系统生产效率和精度。浸没式系统是指让镜头和硅片之间的空间浸泡于液体之中。由于液体的折射率大于1，使得激光的实际波长会大幅度缩小，从而实现更高的分辨率。ASML在浸没式系统上的技术突破彻底甩开竞争对手，垄断高端光刻市场，随后ASML积极改进浸没式系统，推进制程极限至10nm甚至7nm。
西门子的Simcenter 仿真解决方案在上述两项关键技术的突破和改进中皆有建树，动网格技术帮助ASML工程师设计TWINSCAN双工件台运动轨迹，考察保护气在工件台运动过程中的浓度分布，测试并改进保护效果。多相流技术帮助ASML工程师仿真并优化浸没系统的液体接触角度，提高光刻质量。
ASML利用Simcenter仿真解决方案优化最复杂的技术工艺挑战
得益于Simcenter 解决方案在帮助ASML实现技术突破过程中的技术支持，ASML逐年扩展Simcenter 在光刻机加工工艺过程中的应用，在刚结束的2020财年，花费数百万美金采购Simcenter 仿真软件工具组合。我们相信Simcenter在ASML的成功可以复制到中国，特别是在国家大力发展半导体产业的今天，Simcenter可以帮助用户解决行业最复杂的业务挑战，并且将这种挑战转变为核心竞争力。
小结
随着产品的复杂度爆炸式增长，对企业研发、生产、运维都提出更高的要求，数字化转型关乎的不只是企业的生产效率的问题，更是生死存亡的问题。Simcenter作为西门子工业软件的仿真与测试解决方案，一直在引领业务的发展，提供与众不同的仿真与测试相互促进的工程技术，同时也在不断的更新迭代，矢志创新，旨在为客户提供最全面的研发数字孪生。
本文作者：梁乃明