Simulačná technológia a virtuálne elektrické spotrebiče

V posledných rokoch zaviedli domáce továrne a dizajnérske inštitúty 3D počítačom podporovaný návrhový softvér, ako je UGH a Pro/E. Tento softvér dokáže realizovať modelovanie, montáž a automatické generovanie technických výkresov komponentov a entít v 3D priestore a automaticky navrhovať formy a generovať CNC kódy podľa navrhnutých komponentov. Tieto softvéry posunuli dizajn nízkonapäťových elektrospotrebičov v Číne na novú úroveň, no na ďalšie splnenie požiadaviek pôvodných technických podmienok a dosiahnutie vopred určeného elektrického a mechanického výkonu je potrebná simulačná technológia.
Pri návrhu nízkonapäťového elektrického výrobku sa po určení predbežnej konštrukčnej schémy a rozmerov na základe daných technických podmienok musí vykonať inžinierska analýza alebo prototypové experimenty, aby sa overilo, či konštrukčná schéma spĺňa pôvodné technické požiadavky. Po dlhú dobu sa na analýzu charakteristík s nízkou presnosťou používali tradičné metódy inžinierskych výpočtov, najmä pre hlavnú charakteristiku nízkonapäťových rozvádzačov, konkrétne vypínaciu charakteristiku, ktorú nemožno vypočítať. Preto sa ľudia musia spoliehať na výrobu prototypov a experimentálne overenie, aby si overili realizovateľnosť konštrukčných schém. Tento prístup si vyžaduje veľa pracovných síl a materiálnych zdrojov a predlžuje cyklus vývoja produktu, čo ovplyvňuje konkurencieschopnosť nových produktov na trhu.
S cieľom vyriešiť vyššie uvedené problémy sa v posledných rokoch rýchlo rozvinula počítačová simulačná a emulačná technológia. Vďaka tejto novej technológii môžu ľudia presne pochopiť výkon navrhnutých produktov pred výrobou prototypov, znížiť náklady na opakovanú výrobu prototypov a experimenty, urýchliť cykly vývoja produktu a zlepšiť výkonnosť produktu. Ide o dôležitú súčasť modernizácie metód vývoja nízkonapäťových elektrických produktov.
Medzi základné charakteristiky nízkonapäťových elektrických spotrebičov patrí vypínacia schopnosť, nárast teploty, pevnosť komponentov, elektrická a tepelná stabilita, izolačné vlastnosti a ďalšie elektrické vlastnosti. To si vyžaduje simuláciu a analýzu fyzikálnych polí, ako sú elektromagnetické polia, napäťové polia a magnetické polia projektovaného objektu. Pokrok v technológii počítačovej imitácie a simulácie, ako aj neustále zlepšovanie výkonnosti komoditného softvéru na analýzu konečných prvkov vytvorili podmienky pre aplikáciu tejto novej technológie v elektrospotrebičoch nízkeho napätia. Softvér na analýzu konečných prvkov v 70. a 80. rokoch mal veľmi zložité úlohy predspracovania a následného spracovania, ako je analýza elektrického poľa veľkého transformátora a zadávanie nespracovaných údajov, ako sú trojrozmerné rozmery rôznych komponentov, ktoré si zvyčajne vyžadovali niekoľko dní alebo dokonca týždňov namáhavej práce. V 90. rokoch 20. storočia bol komercializovaný softvér na analýzu konečných prvkov kombinovaný s vizualizačnou technológiou pomocou modelovania prvkov na zadávanie trojrozmernej grafiky namiesto zadávania údajov pre každý zámok, vďaka čomu je zadávanie veľmi jednoduché a intuitívne. Postprocesingová časť tiež uľahčila pozorovanie a analýzu výstupných údajov alebo trojrozmernej grafiky. Súčasne, s potrebou riešiť zložité technické problémy, bol tento simulačný a analytický softvér rozšírený na oblasti, ako je dynamika tekutín, mechanické vibrácie a dynamika mechanizmov.