Zum Inhalt wechseln

Design Simulation

Design Simulation unterstützt Hersteller sowohl bei der Prüfung und Validierung der beabsichtigten Funktion eines Produkts in der Entwicklung als auch der Fertigungstauglichkeit des Produkts. Das Wort "Simulation" wird oft als generischer Begriff für Computer Aided Engineering (CAE) verwendet. Über die letzten Jahre haben sich in vielen Branchen mehrere Design Simulations-Konzepte hin zu Standardkomponenten entwickelt. Schnellere und kostengünstige Computer sowie benutzerfreundliche Simulations-Software ermöglichen die Nutzung neuer Technologien und Anwendungen.

Simulationsmodelle sind Reihen mathematischer Gleichungen, die für die Funktion des Systems in einem physischen Interessensbereich stehen. Die mathematische Komplexität hängt von der Datenverfügbarkeit ab und variiert entsprechend der Funktion der Anwendung und der Entwicklungsphase.

In der frühen Entwicklungsphase werden normalerweise analytische Annahmen in einfacheren Systemdarstellungen verwendet und die Interaktion zwischen mehreren physischen Aspekten auf Konzeptebene geprüft. In späteren Entwicklungsphasen werden normalerweise sehr komplexe anwendungsspezifische Modelle zur Validierung und Feinabstimmung verwendet. Die Anwendungen können sich auf Aspekte wie Strukturverhalten, Akustik, Systemdynamik, Kollisionssicherheit, Thermo- und Strömungsanalyse, Spannungsanalyse, Treibstoffverbrauch, Steuerungsentwicklung und viel mehr beziehen.

Design Simulation für virtuelle Tests und Validierung

Reduzieren Sie die Entwicklungskosten und bringen Sie innovative Produkte schneller auf den Markt als Ihre Mitbewerber.

Design Simulation kann ein breites Spektrum von Analysen enthalten, die das Produktverhalten unter verschiedenen Betriebs- und Umgebungsbedingungen virtuell untersuchen. Im Gegensatz zur "Trial-and-Error-Methode" ermöglicht ein optimaler Simulationsprozess die gezielte Implementierung von Entwicklungsalternativen in den unterschiedlichen Phasen des Entwicklungszyklus. Dadurch wird der Aufwand für wiederholt auftretende und zeitaufwendige Tests mit kostenintensiven Prototypen minimiert und die gesamte Entwicklungszeit entsprechend verkürzt.

Mit der effektiven Design Simulation lassen sich die Entwicklungskosten senken und innovative Produkte schneller als die Wettbewerber im Markt einführen.

Design Simulation der Fertigungstauglichkeit

Virtuelles Untersuchen des Produktverhaltens unter verschiedenen Betriebs- und Umgebungsbedingungen

Die Simulation von Fertigungsprozessen wird allgemein als „Prozesssimulation“ oder „virtuelle Fertigung“ bezeichnet. Dazu gehören die Simulation der Umformungs- und Stanzprozesse, der spanenden Bearbeitung und anderen Prozessen, um die Fertigungstauglichkeit der Konstruktion zu bestimmen und die Auswirkungen von Änderungen auf die Fertigungsmethode zu erkennen. Sie ist dem Herstellungsprozess näher als die oben beschriebene traditionelle Spannungsanalyse, obwohl die gleiche Technologie (FE-Modellierung) zugrunde liegt. Die Fertigungsprozesssimulation während der Produktentwicklung führt zu optimierten Prozessen sowie Produkten hinsichtlich der Leistung, Kosten und Qualität.

Simulationsmodelle im Vergleich zu physischen Prototypen

Simulationen bringen Hersteller näher an den Idealzustand: ein einziger Prototyp.

Simulationsmodelle bieten im Vergleich zu den physischen Prototypen mehr Flexibilität im Produktentwicklungsprozess. Das Erstellen von Design-Alternativen erfordert oft nur ein paar Klicks. Zum Testen ist keine komplizierte Konfiguration erforderlich. Design Simulation kann Analyseergebnisse ergeben, die möglicherweise durch physische Tests unmöglich zu erhalten sind. Mithilfe von Simulationsmodellen haben Sie auch die Möglichkeit, Produktpositionen virtuell zu testen, die mit Messgeräten nicht erreichbar sind. Physische Größen können damit erfasst werden, für die keine Sensoren vorhanden sind. Durch die virtuelle Ansicht der Fertigungsebene lassen sich Prozesse leichter verstehen.

Da keine Gefahr besteht, das getestete Objekt (Produkt) zu beschädigen, muss für die Simulation einer weiteren Betriebsbedingung nur eine andere Randbedingung definiert werden. Design Simulation hat eine größere Funktionsreichweite als physische Tests. Dabei können virtuell Bedingungen modelliert und getestet werden, die in einer realen Umgebung schwer oder unmöglich herzustellen wären. Da es kein Risiko von Materialverschwendung gibt, wird bei der Simulation eines neuen Fertigungsprozesses einfach eine Produktdefinition verwendet, um eine bestimmte Fertigungsmethode anzuwenden.

Physische Test sind immer ein wichtiger Bestandteil in der Produktentwicklung; Simulationsmodelle bringen Hersteller näher an den Idealzustand: ein einziger Prototyp – das Endprodukt selbst.

Vorteile der Design Simulation

Reduzierung der Kosten und Zeit für die Produktentwicklung, indem wiederholte Tests von Prototypen vermieden und die Qualität verbessert wird

  • Treffen von Entwicklungsentscheidungen, bei denen ihre Auswirkung auf funktionale Aspekte sowie die Fertigung einbezogen werden

  • Abgleichen von verschiedenen funktionalen Aspekten bei der Konzeptentwicklung

  • Weniger Kosten und höhere Konstruktionseffizienz durch Entfernen von unnötigem Material und Reduzieren des Gewichts

  • Gewährung von Einblicken in die Produktleistung und Fertigungstauglichkeit bereits frühzeitig im Entwicklungsprozess

  • Nutzung von detaillierten, attributspezifischen Modellen für Validierungen und Produktgestaltung

  • Erzielung von Ergebnissen mithilfe von Simulationsmodellen, die mit physischen Prototypen nur schwer oder gar nicht zu erhalten sind

  • Virtuelles Testen von Simulationsmodellen unter extremen Betriebsbedingungen