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Diese Konstruktionstools werden das Engineering verändern

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Digitaler Zwilling öffnet die virtuelle Welt

Die Simulation – nicht nur in der Produktvorentwicklung – wird darüber hinaus im Zusammenhang mit dem digitalen Zwilling an Bedeutung gewinnen. Am Beispiel der Fertigung von Plastikflaschen zeigt Siemens, wie das reale Produkt komplett mit Mechanik, Elektrik, Elektronik und Software in der virtuellen Welt dargestellt wird. Das betrifft aber „nicht nur das gesamte Produkt in der digitalen Welt, wie Peter Scheller, Produkt Marketing Manager NX, Siemens PLM, erklärt. „Wir können es sogar noch mit den Automatisierungsprodukten, die man ja in der Maschine benötigt, verheiraten.“ So lassen sich die Daten aus der realen Welt in die virtuelle Welt zurückführen und dafür nutzen, das Produkt zu verbessern.

Siemens spricht sogar von drei digitalen Zwillingen: dem des Produkts, dem der Produktion sowie dem der Performance. „Ich kann die Maschine virtuell in Betrieb nehmen“, führt Scheller aus, „vom ersten Strich der Konstruktion bis runter in die komplette Automatisierung“.

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So lassen sich alle Verhaltensweisen der Maschine vorab überprüfen und optimieren. Konstrukteure haben schon sehr viel früher Kontakt zu den Kollegen aus der Elektrotechnik sowie den Softwareentwicklern. Einzelne Prozessschritte in der Konstruktion können parallel ablaufen, die Entwicklungszeit sinkt deutlich.

Fertigung in der virtuellen Welt

Ein weiterer Vorteil ist, dass der Maschinenbauer dem Kunden das virtuelle Modell der geplanten Maschine präsentieren und dort auch mögliche Kundenwünsche einfließen lassen kann. Bosch Rexroth als Hersteller von Pumpen, Linearantrieben und -führungen ist ein hardware-lastiges Unternehmen, das mittlerweile ebenfalls in digitalen Zwillingen denkt. Dr. Heiner Lang, Chairman oft he Board bei Bosch Rexroth erklärt: „Der Vorteil ist, dass wir in der virtuellen Welt das Produkt fertigen können und erst dann in die Bestelltung gehen, wenn wir in der Simulation geprüft haben, ob alles den Kundenwünschen entspricht“.

Für die Welt der virtuellen Produkte sucht Rexroth nach starken Partnern. Einer davon ist Dassault. Während bei Dassault die Fertigung eines Sensors am Stand lief, konnte man bei Rexroth auf Bildschirmen den virtuellen Zwilling dieser Anlage beobachten. Änderungen, die entweder am Zwilling oder an der Anlage vorgenommen wurden, erfolgen in Echtzeit am jeweiligen Gegenstück.

Additive Fertigung braucht generatives Design

Auch die Möglichkeit, Komponenten mit einem additiven Fertigungsverfahren herzustellen, eröffnet völlig neue Möglichkeiten und Freiheitsgrade für die Konstruktion. Eine Herausforderung dabei ist, sich von alten Denkmustern zu lösen, die bisher durch die traditionellen Fertigungsverfahren vorgegeben waren. Auch beim generativen Design kann die Software den Entwickler unterstützen. Viele Beispiele für die erfolgreiche Umsetzung stammen aus der Automobilindustrie.

Altair zum Beispiel war beteiligt an einem Projekt, in dem die Vorderwagenstruktur eines VW Caddy Youngtimers neu ausgelegt und additiv gefertigt wurde. Neben der Einsparung beim Gewicht ohne Einbußen bei der Stabilität konnten die Ingenieure auch viele Funktionen integrieren.

Neue Freiheiten in der Konstruktion, disziplinübergreifendes Arbeiten, Zeitersparnis, viel trial and error, ohne das Kosten entstehen, gehören also zu den wichtigsten Vorteilen, die die neuen Software-Tools verheißen. Ob damit eine schöne neue Welt für Konstrukteure beginnnt, bleibt abzuwarten.

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Über den Autor

 Ute Drescher

Ute Drescher

Chefredakteurin, konstruktionspraxis – Alles, was der Konstrukteur braucht