Simulation

Wie KMU Starthilfe für die passende Simulationstechnologie erhalten

| Autor / Redakteur: Dr. Andreas Wierse / Monika Zwettler

Strömungssimulation spielt in vielen Produktentwicklungsprozessen eine wesentliche Rolle. Für KMU sind die Hürden oft noch zu hoch.
Strömungssimulation spielt in vielen Produktentwicklungsprozessen eine wesentliche Rolle. Für KMU sind die Hürden oft noch zu hoch. (Bild: BMW_HLRS)

Dass Simulation ein wichtiger Baustein im Entwicklungsprozess ist, ist klar. Dennoch hat die Simulation in kleinen und mittleren Unternehmen häufig noch nicht Einzug gehalten. Unterstützung auf diesem Weg bietet die Sicos BW GmbH. Sie wurde im Sommer 2011 vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und der Universität Stuttgart gegründet, um speziell KMU den Zugang zu Simulation und Höchstleistungsrechnen sowie Big- und Smart-Data-Themen zu erleichtern.

Die Produktzyklen werden immer schneller, die Qualitätsansprüche immer höher – umso stärker entscheiden die Produktentwicklungsprozesse über Erfolg oder Misserfolg eines Unternehmens. Wer hier nicht „up to date“ ist und über keine modernen Simulationstechnologien verfügt, kann sich nur schwer am Markt behaupten. Für große Engineering-Unternehmen gehört Simulation längst zum Unternehmensalltag, bei kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) sieht das oft noch anders aus: Unzureichende Rechnerkapazitäten oder fehlendes Know-how bremsen viele Mittelständler aus – dabei gibt es auch für sie Möglichkeiten, Simulationstechnologien gewinnbringend zu nutzen.

Hat die Produktentwicklung die Möglichkeit, physikalische Eigenschaften wie Druck, Temperatur, Geschwindigkeit, Belastung oder Verformung am Computer zu simulieren, liegen die Vorteile auf der Hand: Experimente dieser Art lassen sich beliebig beeinflussen, wiederholen und vergleichen – und das mit einem deutlich geringeren Aufwand als bei der realen Variante. Sprich, numerische Simulationen und Visualisierungen sparen Zeit und Kosten.

Simulation in großen Unternehmen

Beispiele für den erfolgreichen Einsatz von Simulationstechnologien gibt es viele: Das Crash-Verhalten von Fahrzeugen, Strömungen in Turbinen oder die Aerodynamik bei Flugzeugen. Meist stammen diese aber von Großunternehmen. Dass der Mittelstand noch zögerlich ist, liegt daran, dass die Anforderungen für den Einsatz von Simulationstechnologien für KMU auf den ersten Blick scheinbar kaum zu stemmen sind: Die Technologien erfordern große Rechnerkapazitäten und müssen manchmal sogar in eigenen Rechenzentren betrieben werden. Dafür notwendige Investitionen übersteigen meist die finanziellen Möglichkeiten kleiner und mittlerer Unternehmen. Darüber hinaus fehlt es am technischen Know-how, um mit den Technologien effizient arbeiten zu können.

Erfolgreiches Beispiel aus dem Mittelstand

Im Rahmen von Partnerschaften kann Simulation aber auch für kleine und mittelständische Unternehmen zugänglich gemacht werden. Das war zum Beispiel bei der Kooperation der Fellbacher Lauer & Weiss GmbH und der Lasersystemtechnik Bollinger & Ohr UG aus Korb der Fall. Das gemeinsame Ziel der beiden Mittelständler war es, mithilfe von Simulationstechnologie die Qualität der Schweißvorgänge für kritische Elemente im Produktionsprozess zu verbessern. Die Unternehmen analysierten im Rahmen eines Experiments den Schweißprozess eines Heizelements, das in einer Verpackungsanlage für das Verschweißen von Folien erforderlich ist und optimierten ihn mithilfe von Simulationen.

Simulation liefert Erkenntnisse und Verständnis

Hierzu wollten sie wissen, wie sich die Wärmeverteilung und der Verzug des Heizelements während des Schweißprozesses auf seine Dauerfestigkeit auswirken. Der Grund: Das herkömmliche Vorgehen bei der Auslegung eines Heizelements ist sehr aufwändig, da eine ganze Reihe von Versuchsträgern für die Analyse aufgeschnitten und nachträglich untersucht werden muss. Die Analyse liefert dann zwar ein Ergebnis, gibt aber keinen Einblick in den Schweißprozess und keine Antwort auf die Frage, warum dieser nicht optimal lief. Ein Simulationsmodell schuf hier Abhilfe. Es lieferte ein besseres Verständnis der Prozesse sowie Erkenntnisse, die zu einer Kostenreduzierung führten.

Förderprojekte helfen weiter

KMU, die in Simulation investieren möchten, erhalten bei Bedarf finanzielle Unterstützung auf Landes- und Bundesebene (www.foerderdatenbank.de) oder auch auf europäischer Ebene. Das oben dargestellte Simulationsprojekt wurde beispielsweise im Rahmen des EU-Projektes „Fortissimo“ (Factories of the Future Ressources, Technology, Infrastructure and Services for Simulation and Modelling; www.fortissimo-project.eu) durchgeführt. Fortissimo unterstützt KMU in Europa beim Zugang zu Simulationstechnologien für den Einsatz in der Produktentwicklung. Aktuell läuft bei Fortissimo die zweite, erweiterte Projektrunde (Fortissimo II); das Gesamtfördervolumen dieser Ausschreibung liegt bei 1,3 Mio. Euro, wobei einzelne Projekte mit maximal 250.000 Euro gefördert werden. Als Fortissimo-Botschafter in Deutschland fungiert die Sicos BW GmbH aus Stuttgart; von ihr erhalten interessierte Unternehmen Beratung und Unterstützung. Und nicht nur das.

Starthilfe und passende Partner für KMU

Die Sicos BW GmbH wurde im Sommer 2011 vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und der Universität Stuttgart gegründet, um speziell KMU den Zugang zu Simulation und Höchstleistungsrechnen sowie Big- und Smart-Data-Themen zu erleichtern. Simulations-Neulinge bundesweit erhalten hier alle notwendigen Informationen und bei weitergehendem Interesse Antworten auf grundlegende Fragen wie: Welche konkreten Anwendungsmöglichkeiten gibt es in meinem Unternehmen? Welche Werkzeuge kann ich nutzen? Die Interessenten werden darüber hinaus dabei unterstützt, eine funktionsfähige Arbeitskonstellation einzurichten (inklusive dem Zugang zu den Höchstleistungsrechnern).

Simulation im Produktentwicklungsprozess einbinden

Sicos BW befähigt Unternehmen, Simulation letztendlich eigenständig oder mit passenden Partnern in den Produktentwicklungsprozess einzubinden. Neben großen Höchstleistungsrechenzentren, die ihre Rechnerkapazitäten zu für KMU attraktiven und rein nutzungsbasierten Preisen anbieten, gibt es mittlerweile zahlreiche weitere potenzielle Partner, die Zugang zu entsprechenden Simulationstechnologien verschaffen können. Hierzu zählen Forschungsinstitute, Softwarehersteller und Dienstleister sowie spezielle branchenorientierte Simulationszentren. Sicos BW hilft, unter diesen Angeboten die passenden Konstellationen zu finden. Da es bei seiner Tätigkeit von seinen beiden Gesellschaftern und dem Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg (MWK) unterstützt wird, arbeitet das Unternehmen neutral und kostenfrei.

Simulationen sind branchenübergreifend interessant

Was viele nicht wissen: Simulationen und Visualisierungen sind für alle Branchen interessant. Denn auch wenn Höchstleistungsrechner schon seit langem im Engineering zum Einsatz kommen und Simulationstechnologien damit schwerpunktmäßig im Industrie- und Technologiesektor angesiedelt sind, können sie auch in anderen Bereichen sinnvoll und gewinnbringend eingesetzt werden. So zählen beispielsweise auch die Bereiche Wirtschaft und Finanzen zu möglichen Anwendungsfeldern, wenn es etwa darum geht, schnell Strukturen in großen Datenmengen zu erkennen. (mz)

* Dr. Andreas Wierse, Geschäftsführer der Sicos BW GmbH, www.sicos-bw.de

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