Isight: Entwurfsraumerkundung statt Entwurfspunktanalyse

Veröffentlicht 06.12.2022

Sie nutzen heute bereits erfolgreich Simulationswerkzeuge. Sie simulieren ein virtuelles Szenario, bewegen sich aber oft nur in einzelnen Entwurfspunkten. Im folgenden Artikel erfahren Sie, wie mit Isight die Analysen erweitert und konsolidiert werden und somit neue Erkenntnisse gewonnen werden können. Lesen Sie, wie Sie mit Isight Ihren Gesamtentwurfsraum erkunden und optimieren können.

Redaktionsleitung

Dipl.-Ing. Nicole Meyer

Senior Consulting 3DS-PLM | Redakteurin 3DS-PLM Technisches Magazin

Simulieren in Entwurfsräumen

Simulation ist ein unverzichtbares Werkzeug bei der Digitalisierung der Wertschöpfungskette. Sie ermöglicht Einblicke in Prozesse und Produkte in einer virtuellen Welt, in der es noch kein physikalisches Pendant geben muss. Die Fortschritte in der Simulation in den letzten zwanzig Jahren sind bemerkenswert, und alles deutet darauf hin, dass sich die Innovationsgeschwindigkeit noch erhöhen wird.
Wenn Sie heute erfolgreich Werkzeuge der Simulation nutzen, um Szenarien, Prozesse oder Produkte zu testen, erhalten Sie damit wertvolle Einsichten in einen bestimmten Entwicklungsstand. Dieser Entwicklungsstand wird in einem „virtuellen Entwurfsraum“ abgebildet - durch die Geometrie, das Material, die jeweiligen Lasten sowie den Grad der Diskretisierung bestimmt. „Material“ und „Lasten“ beziehen sich auf die jeweilige Physik, die untersucht werden soll. So können „Lasten“ Drucklasten sein, eine Wärmequelle oder elektrische Ladungen. Wir nennen den definierten Entwicklungsstand „Entwurfspunkt“.

Warum den Entwurfsraum nicht noch weiter erkunden?

Wir nehmen als Beispiel die Simulation eines elektrischen Geräts. Dieses Gerät hat verschiedene Entwurfsräume – einen in mechanischer Hinsicht (hier steht oft die strukturelle Integrität in Bezug auf Stoßbelastungen im Vordergrund), einen Entwurfsraum in thermischer Hinsicht (speziell das Kühlen der elektrischen Komponenten) sowie einen Entwurfsraum in elektromagnetischer Hinsicht (wobei die elektromagnetische Verträglichkeit im Vordergrund steht). Wäre es nicht effizient, diese verschiedenen Entwurfsräume zusammenzuführen?

Isight: Konsolidieren von Entwurfsräumen

Isight liefert Ihnen die „Infrastruktur“, um Simulationen aus verschiedenen Entwurfsräumen zusammenzuführen und automatisiert in ihrer Gesamtheit zu analysieren. Kommen wir auf das Beispiel des elektrischen Geräts zurück. Die eingebrachte elektrische Energie wird teilweise in Wärme umgewandelt und in einer thermischen Analyse untersucht. Das Ergebnis wird dann von Isight auf den mechanischen Entwurfsraum der Strukturanalyse aufgebracht und verändert dort die temperaturabhängigen Materialeigenschaften und somit die strukturelle Integrität. Mit Isight können Sie also verschiedene Entwurfsräume konsolidieren und automatisiert simulieren!

Abbildung 2: Entwurfsraumoptimierung mit Isight

Isight: Wie stabil ist Ihr Entwurfspunkt?

Eine weitere Untersuchung des Entwurfspunkts ist die Frage, wie stabil die Lösung ist. Wenn wir nur einen Entwurfspunkt haben, dann können die verwendeten Eingangsparameter zwar zu einer Lösung führen, die den Anforderungen entspricht, aber es beantwortet nicht die Frage, ob die Lösung auch wirklich stabil ist. Kann eine kleine Abweichung bei den Eingabegrößen zu großen Änderungen im Ergebnis führen? Welche Eingabeparameter sind sensibel, welche nicht? Isight erweitert den Entwurfspunkt zu einem Entwurfsraum und kann Parameter automatisiert variieren und somit die Robustheit Ihrer Lösung bewerten.

Isight: Optimierung des Entwurfsraums

Isight liefert Ihnen wichtige Erkenntnisse, um Ihren gesamten Entwurfsraum besser zu verstehen. Es ist das richtige Werkzeug, um automatisiert die Eingabegrößen dahingehend zu verändern, dass das Gesamtergebnis verbessert wird. „Verbessert“ heißt hier zum Beispiel, dass das Gewicht reduziert wird, die Stoßlasten reduziert werden oder die elektromagnetische Verträglichkeit verbessert wird. Eine Optimierung ist die beste Kombination von Eingabegrößen, die von Isight automatisiert gesucht und gefunden werden.
Bei der Entwicklung anspruchsvoller Produkte gibt es meistens mehrere Ziele, die zu erreichen sind. Beispielsweise steht den Anforderungen an Qualität die kostengünstige Herstellung des Produkts gegenüber. Hier ist kein eindeutiges Optimum zu finden. Eine automatisierte Mehrzieloptimierung in Isight zeigt Ihnen die besten Kompromisse einfach und belastbar auf.

Isight: Finde die „Frage auf eine Antwort“

Verwenden Sie Isight auch, um eine ganz spezielle Eigenschaft eines Prozesses oder Produkts zu erreichen. Werden bei „normalen“ Simulationen die Eingabeparameter vorgegeben und das Ergebnis ist die Unbekannte, können Sie mit Hilfe von Isight einen Paradigmenwechsel vollziehen. Hier wird ein Ergebnis vorgegeben – z.B. ein exaktes Gewicht, eine eindeutige Kühlleistung oder eine definierte elektromagnetische Abstrahlung. Isight sucht automatisiert die Eingabegrößen, die exakt zu dem vordefinierten Ergebnis führen.
Sehen Sie im folgenden Video, wie schnell und einfach Sie Ihren Entwurfsraum in Isight anlegen und Ihren Task optimieren.

Fazit: Erkunden eines Raumes statt nur Analyse eines Szenarios

Wir haben im Artikel vier Einsatzgebiete aufgeführt, bei denen Sie durch eine Erkundung der Entwurfsräume die Wertschöpfung verbessern und beschleunigen können:

Erweiterung des Entwurfsraums durch Kombination von Analysen unterschiedlicher Physik mit dem Ziel, alle relevanten physikalischen Eigenschaften in einer vernetzten Simulation abzubilden.
Untersuchung der Robustheit einer Lösung mit dem Ziel, Risiken von ungewollten Toleranzen zu minimieren.
Optimierung des Entwurfsraums in Hinblick auf ein oder mehrere Ziele.
Vorgabe spezieller Zieleigenschaften.

Das Ergebnis einer Erkundung des Entwurfsraums mit Isight gibt Ihnen Einsicht, um frühzeitig zu tragfähigen Entscheidungen zu kommen.

Isight: Sprechen Sie uns an und erkunden Sie mit uns das Potential für die Verbesserung Ihrer Entwurfsräume.