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FEM FE-Taschenrechner für den Konstrukteur erhöht die Effizienz

| Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Monika Zwettler

Als führender Anbieter von aktiven und passiven Sicherheitssystemen positioniert sich TRW als Vorreiter bei der Entwicklung und Verbesserung von Fahrzeugdynamik, Fahrerassistenzsystemen, Radbremsen, Airbags, Sicherheitsgurten sowie Elektronik und Softwaretechnologien. Die standardisierte Berechnung von Bauteilen und Baugruppen unterstützt Konstrukteure von TRW bei ihrer Arbeit und beschleunigt den gesamten Entwicklungsprozess.

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Ein Bremssystem von TRW in Leichtbau-Aluminium-Bauweise.
Ein Bremssystem von TRW in Leichtbau-Aluminium-Bauweise.
(Bild: TRW Automotive)

An weltweit 185 Standorten entwickeln und produzieren rund 64.000 Mitarbeiter die entsprechenden Systeme, wobei die Vier-Werte-Strategie von TRW auf beste Qualität, niedrigste Kosten, globale Präsenz und innovative Technologien ausgerichtet ist. Am Standort Koblenz, dem europäischen Technologiecenter für Bremsentechnik, wurde im Rahmen der Vier-Werte-Strategie auch auf automatisierte Simulationsprozesse mit Ansys Workbench gesetzt, um die hochgesteckten Ziele erreichen zu können.

Projektbearbeitungszeiten verkürzen

Dazu startete TRW gemeinsam mit Cadfem ein umfangreiches Projekt, bei dem neben den Automatisierungsanpassungen auch vielfältige Schulungen und Trainings durchgeführt wurden. Zu der visionären Zielsetzung dieses Projektes erläutert Joachim Noack, Chief Engineer CAE, Braking Europe bei TRW: „Eine unserer primären Anforderungen bei der Automatisierung von Simulationsprozessen ist es, den Aufwand für sich stetig wiederholende Tätigkeiten zu minimieren, um die Effizienz zu steigern. Dadurch werden Kosten reduziert, Projektbearbeitungszeiten verkürzt und eine umfassende Unterstützung der Produktentwicklung durch Simulationsanwendungen gewährleistet.“ Damit einhergehend erfolgt eine Verlagerung von Simulationsaufgaben von den Spezialisten hin zu den Konstrukteuren. Voraussetzung dafür war eine Standardisierung von Prozessen, die unter anderem Spezifikationen, Arbeitsanweisungen und Trainings umfasste.

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Standards für konstruktionsbegleitende Berechnung

Die Standardisierung hatte TRW schon realisiert, da diese zum Jahrtausendwechsel als Grundlage diente, um verstärkt Ressourcen für Simulationsaufgaben in China, Indien und Osteuropa aufzubauen und zu nutzen. Im Rahmen des so genannten Offshoring wurden hauptsächlich Vernetzungsaufgaben und validierte Standardberechnungen für Komponenten verlagert, was mit einer intensiven Betreuung der neuen Fachkräfte durch die Simulationsspezialisten aus Europa und USA verbunden war. „Dadurch, dass speziell in den letzten zehn Jahren die eigentlichen Berechnungszeiten unter anderem aufgrund der gestiegenen Rechnerleistung ständig verkürzt werden konnten, ließen sich Teilbereiche der Simulation aus dem Offshoring wieder zurückverlagern, um sie hier im Konstruktionsbereich automatisiert durchzuführen“, berichtet Joachim Noack. „Für eine solche konstruktionsbegleitende Berechnung benötigen die Konstrukteure jedoch Unterstützung durch Werkzeuge, die es auf Basis einer klar definierten Spezifikation erlauben, standardisiert, schnell und einfach die jeweiligen Designs per Simulation zu prüfen.

Außerdem müssen die Nicht-CAE-Experten durch die Simulationsprozesse geführt werden. Zusätzlich sollte den Konstrukteuren in diesen Prozessen eine hohe Sicherheit geboten werden, damit sie sich auf die berechneten Ergebnisse verlassen können. Dazu wurden die automatisierten Berechnungsprozesse sowohl von erfahrenen Berechnungsspezialisten als auch durch Versuche validiert.“

FE-Taschenrechner enthält Standardberechnungen

Die heute verfügbaren Standard-Berechnungen für die Konstrukteure wurden in mehr als 20 Wizards unter einer einheitlichen Benutzeroberfläche im sogenannten „FE-Taschenrechner“ zusammengefasst und sind bei TRW ein fest integrierter Bestandteil der Bremsenentwicklung geworden. Um eine möglichst hohe Akzeptanz zu erzielen, wurde besonders darauf geachtet, dass die Wizards die Sprache der Konstrukteure sprechen, d. h. es wird darauf geachtet, dass beispielsweise die Eingabedaten im „Bremsenjargon“ abgefragt werden, damit die entsprechenden Parameter direkt verwendbar sind. Anhand der automatisierten Berechnung kann der Konstrukteur seinen Entwurf in wenigen Minuten eigenständig überprüfen. Er erkennt Problembereiche sofort, kann den Entwurf gegebenenfalls optimieren und mit einer erneuten Analyse kontrollieren, ob die gewünschten Verbesserungen erreicht wurden.

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