Enabler der Konstruktion Simulation im Mittelstand: mehr als Software

Simulation ist das Mittel der Wahl, um den Produktentstehungsprozess weiter zu digitalisieren und effizienter zu gestalten. Cadfem bietet seinen Kunden Rundum-sorglos-Pakete auf Augenhöhe.

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CADFEM Germany GmbH

Lange vor Corona war der Digitalisierungsgrad in Konstruktion und Entwicklung schon sehr hoch. Besonders gut gerüstet war, wer auch bei Prozessen jenseits des 3D-CAD, also bei Test und Analyse von Designs, konsequent digital vorging. Denn einer der Vorteile der
Simulation ist die weitreichende Unabhängigkeit von traditionellen Stationen der Entwicklungskette wie Prototypenbau, Versuchstand oder Labortest.

Welche Vorteile Simulation bietet

Natürlich hat kein Unternehmen Simulation eingeführt,
um auf eine Pandemie vorbereitet zu sein. Die Motivation dahinter lag in der Überzeugung, Produkte präziser auslegen zu können und Flexibilität zu gewinnen. Denn Simulation bedeutet weniger Testzyklen, ohne Kompromisse bei Qualität und Sicherheit einzugehen. Oft dienen dank Simulation reduzierte Entwicklungszeiten als Paradebeispiele für eine gelungene Digitalisierungsstrategie.

Für wen sich Simulation lohnt

Entscheidet sich ein Unternehmen für Simulation, so hat dies sowohl einen ingenieurtechnischen als auch einen betriebswirtschaftlichen Hintergrund. Das Potenzial lässt sich aus drei Perspektiven betrachten:

• der des Ingenieurs, der die Software in seiner alltäglichen Arbeit verwendet und durch sie noch mehr aus seinem Know-how herausholt,

• der des Prozessverantwortlichen mit dem gesamtheitlichen Blick auf die Produktentwicklung und mögliche Effizienzgewinne und

• der des Produktmanagers oder Unternehmers, der beste Produktqualität, schnelleren Markteintritt und mehr Innovationskraft im Fokus hat.

Schauen wir uns im Folgenden die drei Perspektiven etwas genauer an.

Perspektive Entwicklungsarbeit

Mit einem digitalen Prototypen sind Entwickler in der Lage, jederzeit Konzepte zu evaluieren und Machbarkeitsstudien durchzuführen, noch bevor das Endprodukt auskonstruiert ist. Es lassen sich unterschiedliche Designideen, Lastszenarien oder Materialkombinationen durchspielen. Produkteigenschaften werden visualisiert, das Zusammenwirken aller Komponenten analysiert und technische Zusammenhänge verstanden. Beste Voraussetzungen, um unentdeckte Verbesserungspotenziale aufzudecken, wie das Beispiel von Bourns Automotiv Division zeigt. Ziel war die Entwicklung eines neuen Lenkwinkelsensors.

Zudem könne der Einfluss von fertigungsbedingten Limitationen ebenso beleuchtet werden wie ein möglicher Einsatz alternativer Zukaufkomponenten. Das Sensordesign lasse sich damit hinsichtlich einer Vielzahl von Kriterien anpassen und optimieren. „Die Signalqualität kann ebenso wie Fertigungskosten und Robustheit als Bewertungsmaßstab dienen, wobei eine Gewichtung und Kombination der Kriterien es erlaubt, für jede Anwendung den perfekt konfigurierten Sensor zu finden“, so Sommer.

Perspektive Entwicklungsprozess

Da mit Simulationen die wesentliche Entwicklungsarbeit an einem digitalen Prototypen durchgeführt werden kann, lässt sich die Anzahl der Abstimmungsschleifen im Produktentstehungsprozess verringern. Das bedeutet weniger reale Prototypen und geringerer Versuchsaufwand, was zu spürbaren Zeit- und Kostenvorteilen führt. Weitere Vorteile entstehen dann, wenn Simulation und Versuch eng zusammenarbeiten und sich effizient ergänzen. Durch eine sinnvolle Symbiose werden Wissens- und Verständnis-Synergien geschaffen, die zu besseren Simulationsmodellen und zielgerichteteren Versuchsaufbauten führen.

Perspektive Produkt

Von Simulation profitiert schließlich auch das Produkt selbst und damit seine Marktpositionierung. So trägt insbesondere das Durchspielen neuartiger Ideen und die Analyse vieler Lastszenarien dazu bei, neue technische Potentiale bei bestehenden Produkten zu erschließen. Ebenso lässt sich die Suche nach Produktinnovationen fokussierter gestalten.

Zusätzlich kann die Produktentwicklung schneller auf Kundenwünsche reagieren und gleichzeitig die Qualität neuer Produkte zuverlässiger absichern. All diese Aspekte führen letztlich zu einer höheren Wettbewerbsfähigkeit der Produkte auf dem Markt und folglich zu einem längerfristigen Unternehmenserfolg.

Diesen Vorteil hat man auch bei Endress+Hauser erkannt, wie Dr.-Ing. Alfred Rieder, Principal Expert + Head of Department, FEG Applications + Research Coriolis, erläutert:

Bei der Entwicklung von modernen Prozesssensoren sei ein kombiniertes Vorgehen mittels experimentellem Aufbau flankiert durch Simulationsmethoden nicht mehr wegzudenken.

Enabler der Konstruktion

Diese Technologien haben Game-Changing-Potenzial

Simulation ist mehr als Software

Software allein garantiert aber noch keinen Simulationserfolg. Der Name Cadfem steht daher nicht nur für Ansys-Software, sondern auch für ein einzigartiges Spektrum an Zusatzleistungen, um das Beste aus der Simulation herauszuholen. Das beginnt bei der individuellen Beratung und setzt sich bei der Implementierung und bei allen Fragen im laufenden Betrieb fort. Das Cadfem-Credo „Simulation ist mehr als Software“ schließt auch unterschiedliche Skalierungen der Software ein: Ob als On-Demand-Lösung oder als Zusatz-Applikation.

eCadfem – Simulation „auf Sicht“

Wird Simulation nur sporadisch genutzt oder reicht ein vorhandenes Softwarepaket in Spitzenzeiten vorübergehend nicht aus, kann die Anschaffung einer Kauflizenz unwirtschaftlich sein. Die Cadfem-Antwort auf solche Situationen heißt
eCadfem LaaS – License as a Service: Dabei wird nach dem Prepaid-Prinzip ein Kontingent gekauft und abgerufen. Mehr als 2000 Anwender nutzen Ansys über diesen Weg, der sich gerade auch für Einsteiger anbietet, die vor der Investition in eine Software diese noch einmal auf Herz und Nieren überprüfen wollen. Im Kontingent enthalten ist auch der bewährte Ansys-Support durch das Cadfem-Team.

Auch Edelrid, ein Spezialausrüster für den Bergsport aus Isny im Allgäu, setzt für die Entwicklung seiner Produkte für Bergsteiger punktuell auf die Möglichkeiten der Simulation mit Ansys. „Da wir ein verhältnismäßig kleines Team sind und aufgrund der jährlich wiederkehrenden Entwicklungszyklen in unserem Unternehmen, haben wir keinen permanenten Bedarf für FEM-Simulationen “, berichtet Georg Öttl, Development Hardware bei der Edelrid GmbH & Co. KG. „Folglich könnten wir eine Jahreslizenz nicht ausreichend auslasten, so dass wir uns für eCadfem entschieden haben. Mit der On-Demand-Lösung von Cadfem können wir alle Vorteile von Ansys zielgerichtet und kosteneffektiv nutzen.“

Konstruktionspraxis-Podcast

Folge 8: Simulation

Der konstruktionspraxis-Podcast, das Fachmagazin zum Hören, informiert schnell und unterhaltsam über spannende Technikthemen. In dieser Folge reden wir mit Marc Vidal von Cadfem über die aktuelle Version der Software Ansys Discovery, die unter dem Motto Model.Explore.Analyze steht und den Funktionsumfang der Echtzeit-Simulation deutlich erweitert.

Simulation für den besonderen Bedarf

Ein weiterer Punkt, der das Engagement Cadfems rund um die Demokratisierung der Simulation beweist, sind die sogenannten Cadfem Ansys Extensions. Das sind von Cadfem und Partnern entwickelte Engineering-Tools, die den Funktionsumfang von Ansys um nützliche Anwendungen erweitern, beispielsweise zur Festigkeitsberechnung nach FKM, zur Schraubenbewertung nach VDI 2230 oder zur Berechnung von Gleit- oder Wälzlagern. Konzipiert als „Knopf-Lösungen“ mit einem hohen Automatisierungsgrad eröffnen die Cadfem
Ansys Extensions den Zugang zu Expertenwissen – vom intelligenten Datenaustausch bis hin zu Anwendungen, die auf anerkannten Normen und Richtlinien basieren.

Mehr Infos zu den Extensions finden Sie hier.

Simulation

Simulationswerkzeuge für Gleitlager

Simulieren „studieren“

Mit Superlativen muss man bekanntlich vorsichtig sein: Das Weiterbildungsangebot von Cadfem dürfte allerdings das
umfassendste sein, das man auf dem Gebiet der numerischen Simulation findet: Es reicht von Einstiegs- und Weiterbildungsseminaren bis hin zu Expertenkursen und berufsbegleitendem Masterstudium. Ein mit der Zeit-Akademie konzipiertes
eLearning-Angebot erfreut sich wachsender Beliebtheit.
Im Jahr 2019 haben 3300 Teilnehmer an Kursen zu 85
verschiedenen Seminarthemen rund um die Simulation
teilgenommen. Bei über 96 % wurden die Erwartungen erfüllt oder übertroffen. Inzwischen kooperiert Cadfem auch mit der
Technischen Akademie Esslingen (TAE) und richtet in deren Auftrag ausgewählte Seminare aus.

Simulation im Mittelstand

Was schnelle Simulation heute leistet

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