Optimale Lösung vom Beginn an
„First Time Right“ ist das Ziel – von vornherein die optimale Lösung zu finden, jeden Schritt und jede Teillösung möglichst ganz früh zu verifizieren und ständig im Vergleich zur Realität und zu den Anforderungen zu beurteilen. So ließe sich vom Start weg eine gute Lösung finden, die in der Gesamtsimulation am Ende des Prozesses noch den letzten Schliff und die endgültige Bestätigung erhält.
Ein weiterer Grund, Simulation schon sehr früh nutzen zu wollen, ist der wachsende Druck auf die Hersteller, Material zu sparen, leichter zu bauen und mehr Funktionen zu integrieren. Es ist nicht zielführend, ein Produkt komplett durchzukonstruieren und dann auf minimalen Materialeinsatz zu trimmen – Leichtbau muss von Anfang an sozusagen in die DNA des Produkts implementiert werden, beispielsweise indem ein Bauteil nicht mehr nur eine Funktion erfüllt, sondern mehrere. Dabei hilft das sogenannte Generative Design, per Simulation eine Form zu finden, die alle Funktionen in angemessener Weise unterstützt.
Um den Konstrukteuren in frühen Entwicklungsphasen ein zuverlässiges Simulationswerkzeug an die Hand zu geben, muss die Bedienung der Software möglichst einfach sein – nicht nur im Sinne einer leicht erlernbaren Bedien-Oberfläche, sondern in Bezug auf die einzugebenden Parameter. Die 3EXPERIENCE-Plattform hat dafür eine nützliche Funktionalität: vordefinierte Simulationen lassen sich speichern, mit Eingabemasken versehen und veröffentlichen.
Hier kommen wieder die Simulationsexperten ins Spiel – sie definieren die Simulationsvorlagen für die Konstrukteure. Diese können die Vorlagen dann auf ihre Konzepte anwenden und sich darauf verlassen, dass das Setup der Simulation – bei dem das Fachwissen der Berechnungsspezialisten gefragt ist – richtig vordefiniert wurde. Damit lassen sich die Vorbehalte aus der Einleitung entkräften: Weder müssen Konstrukteure fürchten, fehlerhafte Simulationen zu erstellen, wenn sie die vom Spezialisten verifizierten Vorlagen nutzen. Noch werden die Simulationsexperten überflüssig, sondern im Gegenteil zu Coaches der Konstrukteure, die – wie die Simulation selbst – den gesamten Produktentstehungsprozess beratend begleiten.
Die 3DEXPERIENCE-Plattform dient als Klammer für die verschiedenen Werkzeuge und Rollen im Produktlebenszyklus. Zudem ist es möglich, funktionale Simulation als Teil des Systems Engineering als prozessbegleitendes Werkzeug einzusetzen.
Funktionale Simulation – auch 1D-Simulation – bedeutet, dass unabhängig von der späteren technischen Umsetzungen Funktionen mathematisch beschrieben und simuliert werden. Diese Technologie wird unter anderem im Automotive-Sektor immer wichtiger, beispielsweise wenn es darum geht, eine optimale Balance zwischen Reichweite und Gewicht von Elektroautos zu finden oder die Steuerungstechnik zu entwickeln und zu testen, die im Elektroauto hohe Bedeutung hat.
Zukunftspotenziale durch Automatisierung
„Digitalisierung ohne Simulation ist unmöglich“, sagt Dr. Martin Herrmann von CENIT. „Es ist heute schon absehbar, dass wir heute wie auch in der Zukunft nicht genug Simulationsspezialisten auf dem Markt haben, um den Bedarf zu stillen. Die Unternehmen kommen also gar nicht daran vorbei, die vorhandenen Spezialisten durch Automatisierung zu entlasten und intelligente Entwicklungslösungen aufzubauen, in denen die vorhandene Simulationsexpertise mit hoher Effizienz eingesetzt werden kann.“
Herrmann weiter: „CENIT sieht sich hierbei als Treiber, der Unternehmen seine langjährige Erfahrung zur Verfügung stellt, um solche Umgebungen auszubauen. Eine solch umfassende Plattform wie die 3DEXPERIENCE erfordert eine kompetente Analyse, welche Funktionalitäten ein Unternehmen benötigt und wie diese durch Module beziehungsweise Rollen in der Plattform abgedeckt werden können. Da praktisch in jedem Unternehmen bereits etablierte Lösungen eingesetzt werden, geht es auch darum, die bewährten Tools in die Plattform einzupassen oder sie durch 3DEXPERIENCE-Funktionen so zu ersetzen, dass der gewohnte Funktionsumfang bestehen bleibt.“
Hochindividualisierte Produkte, wie sie heute üblich sind, lassen sich ohne Simulation nicht effizient entwickeln. Dabei kommt es zum einen darauf an, die vorhandenen Simulations- und Personalressourcen zielgerichtet einzusetzen. Zum anderen müssen die Konstrukteure dabei unterstützt werden, möglichst schnell und auf geradem Weg zur optimalen Lösung zu kommen. Dann ist die Simulation ein nicht zu unterschätzender Treiber für den Unternehmenserfolg in der Digitalisierung.
Artikeltext zuerst erschienen in Ausgabe 4 2021, Digital Engineering Magazin, S. 38f
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