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CAE Wie Simulation für mehr Nachhaltigkeit sorgt

Quelle: Ansys 3 min Lesedauer

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ANSYS Germany GmbH
ISG Industrielle Steuerungstechnik GmbH
invenio AG

Ansys hat eine neue Methodik für frühe Entwicklungsphasen und Life Cycle Design vorgestellt, die den Einfluss der Simulation auf Nachhaltigkeitsinitiativen quantifiziert und Unternehmen bei der ROI-Prognose hilft.

Die Nachhaltigkeitslösungen von Ansys ermöglichen eine Analyse der Umweltauswirkungen und führen zu einer Reduzierung der Kohlenstoffemissionen, der Abfallproduktion sowie des Material-, Energie- und Wasserverbrauchs.(Bild: frei lizenziert / Pixabay)
Die Nachhaltigkeitslösungen von Ansys ermöglichen eine Analyse der Umweltauswirkungen und führen zu einer Reduzierung der Kohlenstoffemissionen, der Abfallproduktion sowie des Material-, Energie- und Wasserverbrauchs.
(Bild: frei lizenziert / Pixabay)

Eine neue Methodik von Ansys unterstützt Anwender dabei, mittels Simulation die Nachhaltigkeits-Auswirkungen von Entscheidungen in frühen Entwurfsphasen und während des gesamten Produktlebenszyklus zu messen und zu bewerten. Der Bericht basiert auf Forschungs- und Analyseergebnissen von McKinsey & Co und zeigt praktische Anwendungsbeispiele von Unternehmen wie Danfoss Drives, Infineon und Mars. Die Ergebnisse zeigen, dass diese Unternehmen durch den Einsatz der Simulationslösungen von Ansys ihre direkten, indirekten und nachgelagerten Treibhausgasemissionen über den gesamten Produktlebenszyklus in einigen Fällen um mindestens 10 Prozent reduzieren konnten.

Zuverlässige Daten nötig

Nachhaltigkeit ist eine der wichtigsten Prioritäten der globalen Wirtschaft, angetrieben durch regulatorischen Druck, Verbrauchernachfrage und Klimawandel. Der Mangel an zuverlässigen Daten über Materialverbrauch, Energieverbrauch, Abfall und Emissionen hindert Unternehmen jedoch oft daran, groß angelegte Nachhaltigkeitsinitiativen zu ergreifen. Simulation ermöglicht es Unternehmen aller Branchen, flexibel auf diese Herausforderungen des Marktes zu reagieren und unterstützt bei Nachhaltigkeitsbemühungen.

Vier Lösungssäulen und vierstufige Methodik unterstützen Anwender

Nachdem ein ideales Design identifiziert wurde, können Anwender dieses weiter optimieren, um ihre spezifischen Nachhaltigkeitsziele zu erreichen, wie die Reduzierung der Abfallproduktion, die Verbesserung der Energieeffizienz und die Reduzierung des gesamten CO2-Fußabdrucks. Ansys Simulation unterstützt Unternehmen bei der Rentabilitätsprognose von Nachhaltigkeitsinitiativen durch virtuelles Prototyping, Prozessoptimierung und realitätsnahe Ergebnisse durch vier auf Nachhaltigkeit ausgerichtete Lösungssäulen:

  • Im Bereich "Saubere Umwelt" werden Simulationslösungen für die Rückverfolgung und Kontrolle von Emissionen, Kohlenstoffabscheidung, -nutzung und -speicherung, Wasseraufbereitung und -bewirtschaftung, Lärm, Staub und Weltraumschrott entwickelt.
  • "Materialien und Kreislaufwirtschaft" befasst sich mit Materialmanagement und -auswahl, Verpackung, Leichtbau, chemischer Sicherheit, Konformität und Rückverfolgbarkeit, Recycling und Wiederverwendung.
  • "Energielösungen" umfasst Simulationslösungen für Wind-, Solar-, Wasserstoff-, Kernenergie und andere alternative Energiequellen, integrierte Energiesysteme, Energiespeicherlösungen, Elektromotoren, schnell aufladbare Batterien und Brennstoffzellen.
  • "Produktions- und Betriebseffizienz" umfasst fortgeschrittene Fertigung, digitale Zwillinge, vorausschauendes Gesundheitsmanagement, Energieeffizienz, Zuverlässigkeit und Lebensdauer, optimierte Arbeitsabläufe, Prozessautomatisierung und Sicherheit.
Die in diesem Bericht vorgestellte vierstufige Methodik zeigt deutlich, wie die wichtigsten Möglichkeiten für den Einsatz von Simulation zur Förderung der Nachhaltigkeit in Konstruktion und Produktdesign identifiziert und ihre Auswirkungen quantifiziert werden können. Dies ist entscheidend, um durch den Einsatz von Simulationswerkzeugen einen noch größeren Beitrag zu den Nachhaltigkeitszielen zu leisten.

Jan Paul Stein, Partner bei McKinsey

Darüber hinaus skizziert der Bericht eine vierstufige Methodik, die deutlich macht, wie sich Simulation positiv auf Nachhaltigkeitsbestrebungen auswirkt:

  • Identifizierung und Priorisierung von Schlüsselmetriken;
  • Bewertung und Priorisierung von Initiativen;
  • Bewertung des Beitrags der Simulation
  • Quantifizierung und Zusammenfassung der Auswirkungen.

Drei Beispiele aus der Praxis

  • Danfoss Drives, führender Anbieter von energieeffizienten Lösungen, nutzte beispielsweise die Ansys-Simulation zur Optimierung seiner neuesten Generation von Antriebsreglern, die in verschiedenen Anwendungen zur Regelung von Drehzahl, Drehmoment und Leistung von Elektromotoren eingesetzt werden. Mithilfe der Ansys-Methodik konnte Danfoss Drives die Effizienz des Antriebs steigern und den Energieverbrauch über die gesamte Lebensdauer um bis zu 45 Prozent im Vergleich zur Vorgängergeneration senken - doppelt so viel, wie ohne Simulation möglich gewesen wäre.
  • Die Methodik half auch Infineon, einem weltweit führenden Anbieter von Halbleiter- und Systemlösungen, bei der Messung der elektrischen Gesamtverluste eines Wechselrichter-Designs für Elektrofahrzeuge. Mit Hilfe der Simulation konnte Infineon die elektrischen Gesamtverluste um 50 Prozent reduzieren, was zu einer Verringerung der nachgeschalteten Emissionen um 2 bis 3 Prozent pro Fahrzeug führte.
  • Mars, ein führender Anbieter von Snack-, Lebensmittel- und Tierpflegeprodukten und -dienstleistungen, verwendet Ansys-Simulationen, um mehr als 12.000 Verpackungstypen in seinem gesamten Portfolio neu zu entwerfen und den Kunststoffverbrauch in 2024 um 246 Tonnen zu reduzieren.
Zum E-Book.

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