gesponsertSimulation für alle Wie Simulations-Apps den Konstruktionsalltag verändern

Gesponsert von

Comsol Multiphysics GmbH

Simulations-Apps ermöglichen es allen, die an der Produktentwicklung beteiligt sind, von den Vorteilen der Simulation zu profitieren: Sie verbinden das Know-how der Modellierungsexperten mit den Anforderungen von Konstruktion, Fertigung und Betrieb und tragen so zur Entwicklung robusterer Produkte bei.

Simulation ist längst ein unverzichtbares Werkzeug in der Produktentwicklung. Doch in vielen Unternehmen wird ihr Potenzial nicht voll ausgeschöpft: Sie gilt als komplex, erfordert spezialisierte Kenntnisse und Erfahrung und ist oft nur wenigen Experten vorbehalten. Dabei könnten gerade Konstrukteure, Fertigungsplaner oder auch Service-Ingenieure davon profitieren, selbst mit Simulationen zu arbeiten und fundierte Entscheidungen auf der Grundlage der Ergebnisse zu treffen – genau das ermöglichen mit der Software Comsol erstellte Simulations-Apps.

Simulation, wo sie gebraucht wird

Der klassische Simulationsprozess ist häufig zentralisiert: Ein Entwickler reicht seine Anforderungen an die Simulationsabteilung weiter, erhält Tage oder Wochen später Ergebnisse und muss dann eventuell neue Anforderungen formulieren. Dieser iterative Ablauf ist nicht nur zeitaufwendig, sondern verhindert auch schnelle Entscheidungen in frühen Phasen der Produktentwicklung.

Mit Comsol Multiphysics erstellte Simulations-Apps ermöglichen einen alternativen Ansatz:

• Simulationsanwender können mit der Software ihre Modelle in individuell gestaltete Apps überführen – angepasst an den konkreten Anwendungsfall und auf die dafür wesentlichen Elemente reduziert.

• Diese Apps lassen sich dann im gesamten Unternehmen bereitstellen.

• So wird Simulation genau dort verfügbar, wo sie gebraucht wird: in der Konstruktion, im Versuchslabor, auf der Baustelle oder sogar im Kundenservice.

Der entscheidende Vorteil für Konstrukteure liegt in der direkten Nutzbarkeit der Simulation. Statt Anfragen zu stellen, können sie selbst Parameter verändern, Varianten vergleichen und Designentscheidungen validieren. Die Benutzeroberfläche der Apps kann so gestaltet werden, dass sie auch ohne Vorkenntnisse einfach bedienbar ist. Das senkt nicht nur die Einstiegshürde, sondern fördert auch die interdisziplinäre Zusammenarbeit.

Ein Beispiel aus der Praxis: Bei Volkswagen Kassel wurde eine Simulations-App entwickelt, um die Festigkeit von Rotorblechen für Elektromotoren zu bewerten. Diese App ermöglicht es Konstrukteuren, verschiedene Designvarianten effizient zu analysieren und zu optimieren, ohne auf Rückmeldungen der Simulationsabteilung warten zu müssen. So konnten die Entwickler den Designprozess für Rotorbleche beschleunigen und eine standardisierte Bewertungsgrundlage etablieren – ein wichtiger Schritt hin zu effizienteren Entwicklungsabläufen.

Komplexität reduzieren, Zugänglichkeit erhöhen

Viele Unternehmen haben Vorbehalte gegenüber einer breiteren Nutzung von Simulation – nicht aus Mangel an Interesse, sondern wegen der befürchteten Komplexität. Die Erstellung und Bedienung klassischer Simulationsmodelle erfordert oft jahrelange Erfahrung. Simulations-Apps brechen mit dieser Einschränkung: Experten erstellen ein zentrales Modell, das dann in Form von benutzerfreundlichen Apps bereitgestellt wird. Dabei entscheiden die Experten selbst, welche Eingaben erlaubt sind, welche Parameter sichtbar sind und wie die Ergebnisse präsentiert werden. Auf diese Weise wird Expertenwissen nicht ersetzt, sondern im gesamten Unternehmen nutzbar gemacht.

Einstieg leicht gemacht

Der Einstieg in die Welt der Simulations-Apps ist einfach: Jede Comsol-Installation unter Windows kann zum Erstellen von Apps genutzt werden – ganz ohne zusätzliche Module. In weniger als fünf Minuten ist eine einfache App erstellt, bei der ausgewählte Parameter geändert, das Modell berechnet und die Ergebnisse ausgewertet werden können. Mit etwas Programmieraufwand lassen sich aber auch erweiterte Funktionen in die App integrieren.

Für die Bereitstellung im Unternehmen stehen zwei Optionen zur Verfügung:

• Mit Comsol Compiler können vollständig eigenständige Apps erzeugt werden, die auf beliebigen Endgeräten – einschließlich macOS und Linux – ausgeführt werden können, ohne dass eine Comsol-Lizenz erforderlich ist.

• Alternativ ermöglicht Comsol Server einen plattformunabhängigen Zugriff über den Browser und lässt sich nahtlos in bestehende IT-Strukturen integrieren.

So können Apps je nach Bedarf lokal oder auch standortübergreifend genutzt werden.

gesponsert Podcast

Simulations-Apps vereinfachen den Zugang zu multiphysikalischen Simulationen

Simulation auch an unerwarteten Einsatzorten

Wie flexibel einsetzbar Simulations-Apps sind, zeigt ein Anwendungsbeispiel aus der Bauindustrie: Für Heidelberg Materials wurde eine App entwickelt, um die Aushärtung von Beton unter wechselnden Bedingungen direkt auf der Baustelle zu simulieren. Die App Hett²² wurde mit Comsol Multiphysics erstellt und mit Comsol Compiler in eine eigenständige App umgewandelt. Mithilfe der App kann das Team vor Ort die Temperaturverläufe im Beton je nach Wetter, Betonrezeptur und Schalungssituation analysieren und gezielt Maßnahmen ergreifen, um die Betonqualität zu sichern. Dieses Beispiel zeigt exemplarisch, wie Simulationskompetenz durch Apps an neue Orte und Nutzergruppen gelangt – auch fernab vom klassischen Büroarbeitsplatz.

Schnelle Ergebnisse mit datenbasierten Modellen

Immer mehr Apps nutzen sogenannte Surrogate Models – datenbasierte Ersatzmodelle, die mittels Machine-Learning-Technologie auf vorhergehenden Simulationen trainiert wurden. Diese liefern Ergebnisse in Sekundenbruchteilen und eignen sich ideal für Anwendungen, bei denen es auf schnelle Rückmeldungen ankommt, etwa bei interaktiven Konstruktionsprozessen, in der Fertigungslinie, oder in digitalen Zwillingen. Wie bei der Erstellung von Simulationsmodellen und Apps sind auch die Funktionen zur Erstellung und zum Training von Ersatzmodellen vollständig in die Benutzeroberfläche von Comsol integriert.

Simulation als gemeinsames Werkzeug

Ziel der Simulations-Apps ist es, die Vorteile der Simulation allen Beteiligten in der Produktentwicklung zugänglich zu machen – nicht nur spezialisierten Experten. Eine unternehmensweite Nutzung ermöglicht schnellere, fundierte Entscheidungen und trägt zur Entwicklung robusterer Produkte bei.

Durch die kontinuierliche Weiterentwicklung der App-Technologie, die Integration in bestehende Prozesse und den Einsatz datenbasierter Modelle entsteht ein Ökosystem für Simulation, das flexibel, leicht zugänglich und langfristig tragfähig ist.

(ID:50417225)