In einigen Sparten etabliert, in vielen Bereichen wenig genutzt
In vielen großen, technologieorientierten Unternehmen ist die numerische Simulation physikalischer Vorgänge bereits etabliert. Vor allem in der Automotive-Branche ist die Simulation mittlerweile ein Grundwerkzeug. Was bietet diese Methodik als Vorsprung gegenüber konventionellen Entwicklungsmethoden ohne Simulation?
Fundierte Entscheidungen – bereits in der Konzeptionsphase
Kurz gesagt stellt die Simulation ein Werkzeug in dem Innovations- bzw. Entwicklungsprozess dar, das schon während der Konzeption und somit weit dem ersten Prototyp zum Einsatz kommen kann.
Das Schema im folgenden Bild soll verdeutlichen, dass man mit der Simulation insgesamt mehr Kontrollschleifen in den Entwicklungsprozess einbringt. Dabei verschiebt sich der Fokus auf die Konzeptions- und Designphase. Als Folge tritt in den späteren Phasen weniger Unvorhergesehenes auf, das zeit- und kostenintensiv mit Hilfe von Prototyp-Änderungen behoben werden muss. In Summe kann der Entwicklungszyklus dadurch verkürzt werden.
Risiko minimieren – frühes Erkennen von Hindernissen und Chancen
Da ein virtuelles Modell schneller umgesetzt und in der Simulationsumgebung getestet werden kann, bieten sich im Entwicklungsprozess an verschiedenen Stellen Kontrollschleifen an. So kann zum Beispiel ganz zu Beginn die generelle Plausibilität des Konzepts geprüft werden, ohne eine Investition für die Produktion von realen Prototypen zu tätigen. Dabei kann bereits gezielt nach kritischen Aspekten gesucht werden – sei es mechanischer, thermischer, elektrischer oder sonstiger Natur. Umso früher potenzielle Schwachstellen im Design ausfindig gemacht werden, desto gezielter kann die Entwicklung stattfinden. Dies spart Zeit, Kosten und vermindert das Risiko im gesamten Prozess.
Schnelle & möglichst optimale Lösung – Designauswahl aus großer Vielfalt
Ist ein physikalisches Modell erstellt, so kann mittels Parameterstudien schnell ein großer „Lösungsraum“ für Optimierungen abgetastet werden. Wie schnell das tatsächlich geht, hängt von der Rechenzeit des Modelles ab (DOF = Freiheitsgrade, Nichtlinearitäten, ggf. Zeitabhängigkeiten, etc.). Dies sollte in jedem Fall gegenüber Produktion und realen Labortests einen immensen zeitlichen Vorteil bedeuten. Im Sprachgebrauch der mathematischen Optimierung ausgedrückt findet man durch die höhere Anzahl an Designvariablen und Iterationen in der Regel ein deutlich besseres (lokales) Design-Optimum.
Innovation – durch transparente Einblicke & Verständnisgewinn
Durch die Betrachtung der Ergebnisse kommt ein weiterer Benefit hinzu. Das gesamte Bauteil kann detailliert analysieriert werden, um Art und Stellen möglicher kritischer Aspekte zu identifizieren. Schnell sind z.B. Wärmebrücken, mechanisch kritische Stellen und bei elektromagnetischen Bauteilen z.B. Wirbelströme oder parasitäre Kapazitäten ausfindig gemacht. Das steigert das vorhandene physikalische Verständnis der Produkte und Prozesse und führt zu neuen Designideen.
An die Grenzen und darüber hinaus testen – virtuell und zerstörungsfrei
Das virtuelle Modell hat den Vorteil, dass jeglicher Test ebenfalls nur numerisch und somit zerstörungsfrei ist. Ein Prüfling oder Prototyp ist beim Erreichen der Belastungsgrenzen schnell unbrauchbar für weitere Untersuchungen, wohingegen die Simulationsmodelle unproblematisch in jeden Betriebszustand getrieben und dabei geprüft werden können.
Erhöhen Sie Qualität, Innovation und Geschwindigkeit bei Risikominimierung
Zusammenfassend ist die Simulation ein Werkzeug, das die Qualität und Innovation Ihrer Entwicklungsprozesse steigern und das Risiko minimieren kann. Nutzen Sie dies und verschaffen Sie sich einen Entwicklungsvorsprung durch physikalische Simulation!
SSC unterstützt Sie dabei!
Wie bei allen Werkzeugen steigert das Wissen um die bestmögliche Nutzung dessen Effektivität und Effizienz. An dieser Stelle unterstützen wir Sie gerne in der konkreten Umsetzung. In der Kooperation bringen Sie das spezifische Fachwissen in Ihrem Anwendungsbereich mit und die SSC GmbH liefert das Wissen um die konkrete Umsetzung in Simulationsmodellen (numerische und physikalische Modellierung, FE- und Tool-spezifische Themen).
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