Aston Martin Red Bull Racing
Automotive & Transportation NX Teamcenter
Aston Martin Red Bull Racing

Mit Technologie den Wettbewerbsvorteil auf der Formel-1-Rennstrecke bewahren

Milton Keynes, United Kingdom

NX und Teamcenter verhelfen Red Bull Racing zu schnellem Design und einer schnellen Entwicklung

Automotive & Transportation NX Teamcenter

Mit Technologie den Wettbewerbsvorteil auf der Formel-1-Rennstrecke bewahren

Milton Keynes, United Kingdom

NX und Teamcenter verhelfen Red Bull Racing zu schnellem Design und einer schnellen Entwicklung

quotation marks Für uns ist Innovation ein kontinuierlicher Prozess, der sich jedes Wochenende auf der Rennstrecke unter Beweis stellt. Siemens Digital Industries Software unterstützt uns als Innovationspartner beim Ausbau unseres bestehenden Wissens und unserer Erfahrung mit Technologie und bringt uns hinsichtlich Leistung und Zuverlässigkeit den entscheidenden Schritt vorwärts. In dieser Branche entscheidet sich Erfolg im Bruchteil einer Sekunde. Alan Peasland, Head of Technical Partnerships Aston Martin Red Bull Racing
HERAUSFORDERUNGEN
  • Entwickeln von Verbesserungen für mehr Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit von Rennen zu Rennen
  • Ein ununterbrochener Entwicklungszyklus vor, während und nach der Rennsaison
  • Hohes Volumen an Aktualisierungen, die effizient verarbeitet werden müssen
  • Arbeiten innerhalb der Ressourcenbeschränkung der Formel 1
SCHLÜSSEL ZUM ERFOLG
  • Die virtuelle Umgebung erlaubt mehr Iterationen als die reale Umgebung
  • Die Effizienz des gesamten Entwicklungsprozesses
  • Die sichere Umgebung von Teamcenter, die nachgelagerten Disziplinen die Nutzung der Konstruktionsgeometrie ermöglicht
  • Datenverwaltung dank Teamcenter direkt im ERP-System
ERGEBNISSE
  • Effektives Konstruktionsänderungsmanagement trotz einer deutlich höheren Anzahl von Änderungen/Upgrades
  • Beseitigen nicht wertschöpfender Aktivitäten, weniger Fehler und eine verbesserte Qualität
  • Frühe Visualisierung von Änderungen, sodass alle Abteilungen sich entsprechend vorbereiten und reagieren können
  • Aston Martin Red Bull Racing war 2010, 2011 und 2012 an der Spitze

Aston Martin Red Bull Racing

Aston Martin Red Bull nimmt seit 2005 an der Formel 1 teil und hat sich als schnell als kreatives und innovatives Team etabliert. Das Rennteam hat 2010, 2011 und erneut 2012 den Fahrer- und den Konstrukteur-Weltmeistertitel geholt.

http://www.redbullracing.com

quotation marks Um ein komplexes Produkt, wie einen Formel-1-Rennwagen, in einem Zeitraum von nur fünf Monaten zu entwickeln, sind intensive Arbeit, eine sehr robuste und effiziente PLM-Infrastruktur sowie erstklassige Talente und hochgradig entwickelte Unternehmensprozesse erforderlich. Alan Peasland, Head of Technical Partnerships Aston Martin Red Bull Racing
quotation marks Für uns ist Innovation ein kontinuierlicher Prozess, der sich jedes Wochenende auf der Rennstrecke unter Beweis stellt. Siemens Digital Industries Software unterstützt uns als Innovationspartner beim Ausbau unseres bestehenden Wissens und unserer Erfahrung mit Technologie und bringt uns hinsichtlich Leistung und Zuverlässigkeit den entscheidenden Schritt vorwärts. In dieser Branche entscheidet sich Erfolg im Bruchteil einer Sekunde. Alan Peasland, Head of Technical Partnerships Aston Martin Red Bull Racing

Zuverlässigkeit und Geschwindigkeit = Leistung

„Zuverlässigkeit ist mindestens genauso wichtig wie Geschwindigkeit. Um der Beste zu sein, bedarf es einer Kombination aus beidem.“ So der Standpunkt von Christian Horner, Teamchef von Aston Martin Red Bull Racing, einem Team, das ganz klar für diese Attribute steht, denn es hat 2010, 2011 und erneut 2012 den Fahrer- und den Konstrukteur-Weltmeistertitel geholt.

„Die Häufigkeit von Rennen, bei denen beide Wagen in der ersten Reihe starteten und der Rennen, bei denen Doppelsiege errungen wurden, steht für die Kontinuität und Qualität, die dank der gut integrierten und effizienten PLM-Lösung (Product Lifecycle Management) erzielt werden“, so Alan Peasland, Head of Technical Partnerships bei Aston Martin Red Bull Racing.

Dieser Erfolg hängt von der Entwicklung eines wettbewerbsfähigen Wagens für das erste Rennen ab, der dann im Laufe der Saison durch eine Reihe von Verbesserungen an der Konstruktion für jedes Rennen weiter optimiert wird.

Die Leistung verbessern oder an der Startlinie zurückbleiben

Wenn die Saison in Gange ist, liegt der Schwerpunkt für alle Beteiligten auf der kontinuierlichen Verbesserung, und zwar mit steigendem Druck, wenn die Teams um Punkte und Positionen wetteifern. Das Team von Aston Martin Red Bull Racing hat seine Ziele ganz klar vor Augen: trotz gleichbleibender Zuverlässigkeit die Geschwindigkeit des Wagens zu erhöhen. Beispielsweise konnte das Team 2011 die Geschwindigkeit des Wagens im Laufe der Saison um zwei Sekunden steigern.

Dafür müssen die lupenreinen Performances auf der Rennstrecke und in den Boxen von guter Teamarbeit hinter den Kulissen gestützt werden. Die Entwicklung hört nie auf: vom Konzept und Design über die Simulation, bis hin zur Fertigung und der Montage.

Dabei ist die Integration aller Konstruktionsprozesse von zentraler Bedeutung, und die Lösungen von Siemens Digital Industries Software (NX™ für CAD/CAM und CAE (Computer Aided Design/Manufacturing/Engineering) und Teamcenter® für umfassendes PLM) unterstützen die Konstruktionsbestrebungen des Teams. Zusammen bilden sie das digitale Rückgrat von Aston Martin Red Bull Racing.

Die Grenzen des Möglichen innerhalb der Vorschriften erweitern

Dadurch, dass der Schwerpunkt auf der Performancesteigerung liegt, wird eine Vielzahl von Aktualisierungen generiert, für deren Implementierung ein kontrollierter Entwicklungsprozess erforderlich ist, der zugleich effizient und vorhersagbar ist. All dies muss in den Tagen zwischen den Rennen und mit Koordination auf globaler Ebene erfolgen. Der Schlüssel liegt in der Wiederholung neuer Ideen, in der Auswahl jener Lösungen, die die größte Verbesserung versprechen, und darin, diese so weit wie möglich virtuell zu entwickeln, bevor die Herstellung der realen Teile beginnt.

Eine weitere Herausforderung stellt die Ressourcenbeschränkung der Formel 1® dar. Die Regulierungen schränken physikalische Tests an der Strecke, die Mitarbeiterzahl im Verhältnis zu externen Ausgaben und die Gesamtanzahl aerodynamischer Aktivitäten ein und ermöglichen den Teams, zwischen der numerischen Strömungsmechanik (Computational Fluid Dynamics, CFD) und den Windkanal-Tests zu wählen. Dadurch werden effiziente virtuelle Prozesse umso wichtiger, sobald sicher ist, dass die virtuellen Prozesse mit den physikalischen Tests an den Prüfständen, im Windkanal und auf der Strecke übereinstimmen.

Interessanterweise wären diese Methoden, selbst wenn umfangreiche physikalische Tests erlaubt wären, viel zu langsam, um mit der enormen Innovationsgeschwindigkeit mitzuhalten und wettbewerbsfähig zu bleiben. Zudem hat die Einführung von Sperrstunden für die Garagen zufolge, dass für die Montage, Verbesserung und die Reparatur der Wagen weniger Zeit zur Verfügung steht. Meistens wirken die Verbesserungen erstmalig auf der Rennstrecke zusammen. Daher ist entscheidend, dass die Boxencrew von Anfang an in der Lage ist, den Wagen auf einfache und effiziente Weise zusammenzubauen.

Optimierung des Konzepts

Die Optimierung der Aerodynamik steht mit der Leistungsverbesserung in direktem Zusammenhang. Es werden neue Teile erstellt, die für die Entwicklung der Geometrie verwendet und anschließend virtuell in der CFD-Lösung des Konstruktionsteams oder im Windkanal getestet werden. Dabei werden Teile eingesetzt, die mit der additiven Fertigung hergestellt wurden – dem Prozess, mit dem skalierte Modelle in Harz durch Nutzung der 3D-Geometrie auf schnelle Weise erstellt werden. Sobald die Abteilung für Aerodynamik über die äußere Form entschieden hat, kann das Teil für die detaillierte Konstruktion und Validierung freigegeben werden. Damit wird die Fertigungsfähigkeit verifiziert und sichergestellt, dass die Anforderungen des Teams an Zuverlässigkeit und Leistung erfüllen werden.

Dies erfolgt über die verwaltete Umgebung von Teamcenter, die mehreren nachfolgenden Disziplinen die Verwendung und Entwicklung der Teiledefinition und die Verwendung der verknüpften Details für die Herstellung, Tests, Prüfung und Installation ermöglicht. Durch die Fähigkeit, komplexe Teile wie den Kabelbaum frühzeitig im Entwicklungsprozess zu verbessern, entfällt die Notwendigkeit für physikalische Mockups.

Um den möglichen Leistungsgewinn vom Designkonzept an zu optimieren, führen Konstrukteure so viele Iterationen der Konstruktion wie möglich in der zur Verfügung stehenden Zeit durch. Die Sicherheit zu haben, dass die virtuelle Umgebung, in der sie ein Bauteil, eine Baugruppe oder ein System entwickeln, die reale Situation eines Rennens während der Tests genau wiedergibt, ermöglicht den Ingenieuren, sich stärker auf die Iterationen der virtuellen Konstruktion und auf die Validierung zu verlassen. Dadurch können sie viel mehr Konstruktionsiterationen durchführen als dies physisch möglich wäre. Diese Freiheit gibt ihnen die Sicherheit, dass sie die optimale Konstruktion erzielt haben.

Verwirklichen der Konstruktion

Seit der Gründung des Teams 2005 ist die Anzahl von Konstruktionsänderungen pro Jahr im Verhältnis zur Anzahl der Konstrukteure deutlich gestiegen. Ein gutes Management des Konstruktionsprozesses ist entscheidend, um sicherzustellen, dass aktuelle Informationen von der Konstruktion zur Simulation, zur Fertigung, zu Prüfungen und schließlich zum Fahrzeug fließen.

Während dieses Prozesses ist das vollständige Fahrzeug verfügbar, damit es für alle Beteiligten des Teams von der Fabrik bis hin zur Rennstrecke sichtbar ist. An der Strecke beispielsweise ermöglichen die Visualisierungsmöglichkeiten von Teamcenter, Aktualisierungen leicht zu erkennen und zu verstehen, sie als Hilfe bei der Montage und zur Problembehebung heranzuziehen und Verbesserungsvorschläge an das Werk weiterzugeben. Zudem werden mit Teamcenter alle jene Daten rückverfolgt, die verwendet werden, um die Informationen mit dem ERP-System (Enterprise Resource Planning) zu teilen und so zu gewährleisten, dass für die aktuellen Teile die richtigen Materialien und Werkzeuge bereitstehen. Durch die Genauigkeit dieser geteilten Informationen und die Optimierung der Prozesse konnten nicht wertschöpfende Aktivitäten beseitigt, Fehler reduziert und die Qualität verbessert werden.

Frühzeitige Einblicke in die nächste Verbesserung

Angesichts der steigenden Anzahl von Modifizierungen und neuen Teilen ist es zudem wichtig, dass alle am Entwicklungs- und Fertigungsprozess Beteiligten frühzeitige und umfassende Einblicke in Änderungen erhalten, sodass sie entsprechende Vorbereitungen treffen und reagieren können. Durch die Nutzung der Lösungen von Siemens Digital Industries Software können alle Beteiligten automatisch im Kontext der nächsten Verbesserung und in einer sicheren und vertrauenswürdigen Umgebung konstruieren.

Häufig können bereits bearbeitete Teile gefunden werden, während NX eingesetzt werden kann, um das Bearbeitungsprogramm mit der nächsten Verbesserung der Konstruktion zu aktualisieren. Die Möglichkeit, in der PLM-Umgebung zusammenzuarbeiten, beinhaltet auch, dass CAM-Programmierer ihre Aufgaben zeitgleich mit der Arbeit der Konstrukteure an den Modellen beginnen können. So wird die Durchlaufzeit von der Konstruktion bis zur Fertigung verkürzt.

Konstrukteure nutzen auch die Vorteile der erweiterten Simulationswerkzeuge von NX, um während des iterativen Konstruktions- und Entwicklungsprozesses Spannungsanalysen an Teilen vorzunehmen. Das Team im Bereich der Finite-Elemente-Analyse (FEA) arbeitet parallel zum Konstruktionsteam, mit dem sie dieselbe 3D-Master-Geometrie teilen. Damit wird gewährleistet, dass die wesentlichen Komponenten den hohen Anforderungen gerecht werden und in kürzester Zeit entwickelt werden. Die Offenheit der PLM-Architektur stellt eine Plattform bereit, die eine angepasste Automatisierung und eine robuste Integration bietet.

Beispielsweise stellt die Fertigung der Produktionsstätte automatisch das gesamte Paket an Informationen bereit, in dem die Werkzeugwege für die Bearbeitung, Werkzeugeinstellungsblätter, Feedbackbögen, Informationen zur Werkzeug-Bibliothek und Validierungsdaten für die integrierte Simulation und Verifikation mit NX enthalten sind.

Ein wohlüberlegter Ansatz

Die Effizienz des gesamten Entwicklungsprozesses erhöht sich von Jahr zu Jahr, sodass mehr Aktualisierungen am Wagen vorgenommen werden können und diese besser vorhersagbar sind. Manager, Prüfer und Mechaniker können neue Konstruktionen durchsehen, um die Planung zu verbessern; Rennteams nutzen diese für Absprachen zur Geometrieinformation zwischen der Strecke und dem Werk und Zulieferer für eine schnelle und genaue Implementierung.

„Um ein komplexes Produkt wie einen Formel-1-Rennwagen in einem Zeitraum von nur fünf Monaten zu entwickeln, sind intensive Arbeit, eine sehr robuste und effiziente PLM-Infrastruktur sowie erstklassige Talente und hochgradig entwickelter Unternehmensprozesse erforderlich“, so Peasland.

Seine Schlussfolgerung lautet: „Für uns ist Innovation ein kontinuierlicher Prozess, der sich jedes Wochenende auf der Rennstrecke unter Beweis stellt. Siemens Digital Industries Software unterstützt uns als Innovationspartner beim Ausbau unseres bestehenden Wissens und unserer Erfahrung mit Technologie und bringt uns hinsichtlich Leistung und Zuverlässigkeit den entscheidenden Schritt vorwärts. In dieser Branche entscheidet sich Erfolg im Bruchteil einer Sekunde.“

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quotation marks Um ein komplexes Produkt, wie einen Formel-1-Rennwagen, in einem Zeitraum von nur fünf Monaten zu entwickeln, sind intensive Arbeit, eine sehr robuste und effiziente PLM-Infrastruktur sowie erstklassige Talente und hochgradig entwickelte Unternehmensprozesse erforderlich. Alan Peasland, Head of Technical Partnerships Aston Martin Red Bull Racing