gesponsertMODSIM Mit integrierter Modellierung und Simulation zur optimierten Produktentwicklung

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Dassault Systèmes Deutschland GmbH

Moderne Produkte basieren auf der engen Verzahnung von Mechanik, Elektronik und Software. Hersteller müssen diese komplexen Systeme nicht nur gegen Fehler absichern, sondern auch immer neue Compliance-Richtlinien erfüllen, um Zertifizierungen zu erhalten.

Fakt ist: Je später Probleme erkannt werden, desto kostspieliger wird deren Behebung. Abhilfe schafft ein integrierter Ansatz, der Modellierung und Simulation in einer Umgebung vereint und die Vorteile des digitalen Zwillings nutzt. Das spart Zeit und Kosten.

Die Sehnsucht nach Einfachheit beeinflusst heute fast alle Lebensbereiche. Etwas paradox führt man sich vor Augen, dass es die Kunden selbst sind, die sich immer mehr Funktionalität in Produkten wünschen und so deren Komplexität fördern: von Uhren, mit denen sich die Gesundheit überwachen lässt, über autonome Fahrzeuge bis hin zum selbst nachfüllenden Kühlschrank.

Die Herausforderung lautet demnach: funktionsreich ja, aber bitte intuitiv zu bedienen mit dem bestmöglichen Benutzererlebnis. Eine Mammutaufgabe für Produktentwickler.

Steve Jobs, Mitgründer und CEO von Apple, hat diesen Zusammenhang früh erkannt und zu einem seiner Mantras erklärt. Für ihn war klar, dass Einfachheit schwieriger zu erreichen ist als Komplexität. Wer jedoch die Komplexität der Einfachheit beherrscht, kann Berge versetzen. Wie also lassen sich komplexe Produkte einfacher gestalten?

Zusammenarbeit fördern – den Wert von Konstruktionen erhöhen

Unternehmen sollten die kollektive Intelligenz aller an der Entwicklung beteiligten Fachbereiche bündeln und abteilungsübergreifend neue Denk- und Arbeitsweisen fördern. Dieser multidisziplinäre Ansatz beschreibt eine datengesteuerte und kollaborative Produktentwicklung, um mit simultanen Modellierungs- und Simulationsprozessen die Qualität von Produkten zu erhöhen. Gleichzeitig kann dadurch die Zusammenarbeit zwischen den Teams verbessert und Wissen geteilt werden.

Denn erfahrungsgemäß werden Innovationen nach wie vor durch veraltete Erkenntnisse, isoliert verwaltete Daten und umständliche Prozesse behindert:

• Im Regelfall erstellen die Konstrukteure auf Basis eines Anforderungskatalogs ein 3D-Modell.

• Sind alle Anforderungen erfüllt, geht dieses an die Simulationsspezialisten zur Prüfung.

• Sind Änderungen aufgrund der Tests nötig, wird das 3D-Modell an die Konstruktion zurückgeschickt und angepasst.

• Dieser Prozess geht so lang hin und her, bis alle Fehler ausgeräumt und alle Kriterien erfüllt sind.

Eine große Herausforderung besteht darin, dass jedes Modell und jede Konstruktionsänderung große Datenmengen erzeugt, die sich oftmals in separaten Dateien, CAD- und CAE-Systemen sowie Fertigungsanwendungen befinden. Plattformen wie die cloudbasierte 3D-Experience-Plattform von Dassault Systèmes können dabei als holistisches Framework für digitale Kontinuität, multidisziplinäres Engineering, iteratives und synchronisiertes Change-Management und die Erfüllung von Compliance-Vorgaben mit vollständiger Nachverfolgbarkeit sorgen.

Modellierungs- und Simulationsfunktionen kombinieren – innovative Arbeitsdynamik erzeugen

Durch die nahtlose Assoziativität der 3D-Experience-Plattform wird sichergestellt, dass alle Stakeholder in Echtzeit auf stets aktuelle Daten zugreifen können. Die gemeinsame Nutzung und agile Verwaltung von Modellen und Daten führt auch dazu, dass die Teams agiler zusammenarbeiten. Werden Modellierungs- und Simulationsfunktionen miteinander kombiniert, entsteht eine ganz neue, innovative Arbeitsdynamik:

• Die frühzeitige Integration von Simulation im Produktentwicklungsprozess hilft, Entscheidungen schneller und fundierter mit Blick auf Regulatorien zu treffen und Änderungen parallel zur Modellierung vorzunehmen.

• Über beliebig viele „Was-wäre-wenn“-Szenarien lassen sich Konstruktionen miteinander vergleichen und alternative Materialien oder Fertigungsverfahren entdecken.

Was viele Unternehmen nicht wissen: Die Anwendungsmöglichkeiten einer integrierten Modellierung und Simulation, kurz MODSIM, gehen weit über die Simulation eines 3D-Modells hinaus.

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Simulation und digitale Durchgängigkeit groß denken – vom digitalen Zwilling profitieren

Haben Unternehmen digitale Durchgängigkeit über ihre Wertschöpfungskette erreicht, können sie umfänglich von den Vorteilen eines digitalen Zwillings profitieren. Detailgetreue und realistische Simulationen erlauben es Herstellern, komplette Produktentwicklungsprozesse von der Produktidee bis zur Fertigungslinie vorab in der virtuellen Welt zu testen. Modell- und Prozessfehler lassen sich so bereits im Vorfeld vermeiden und Anpassungen agil umsetzen. Der zeit- und kostenintensive Bau von Prototypen und physische Testläufe können reduziert oder vollständig eliminiert werden. Das führt zu einem nachhaltigeren Umgang mit Ressourcen und einer effizienteren Fertigung. Gleichzeitig werden die Kosten reduziert und die Entwicklung beschleunigt.

Ein Beispiel für viele Branchen: die Automobilindustrie – wettbewerbsfähig dank automatisierter Prozesse

OEMs in der Automobilindustrie stellen üblicherweise ein Team in Vollzeit ab, um Daten aus verschiedenen Quellen für ein Fahrzeugmodell zusammenzuführen, diese Datenkette zu pflegen und ihre Fehlerfreiheit sicherzustellen. Infolgedessen kann die Erstellung eines simulationsfähigen Modells länger dauern als der Bau eines Fahrzeugs für physische Tests. Im Durchschnitt benötigt der Aufbau eines digitalen Simulationsmodells bis zu zehn Ingenieure und zirka 60 Tage – und weitere 40 Tage, um dieses bei Konstruktionsänderungen zu aktualisieren.

Wettbewerbsfähig bleibt daher nur, wer automatisierte Prozesse etabliert und schnell simulationsfähige Gesamtfahrzeugmodelle erstellen kann, mit dem sich die strukturelle Integrität, die Crashsicherheit, die aerodynamische Leistung und vieles mehr prüfen lässt. Die enge Integration von Modellierung und Simulation über den gesamten Konstruktionszyklus des Fahrzeugs bedeutet, dass bei jeder Änderung an einem Teil des Modells automatische Anpassungen am Gesamtfahrzeug vorgenommen werden. Designer, Ingenieure und Analysten können auf diese Weise neue Ideen ausprobieren und Parameter beliebig ändern, um sicherzustellen, dass sie die ideale Balance zwischen Crash-Performance, Gewicht und Kosten finden, ohne Verzögerungen im Entwicklungsprozess zu verursachen.

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Der Mensch macht den Unterschied

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