Simulationsbasierte Entwicklung ist ein moderner Entwicklungsansatz, der in einem Umfeld aus kontinuierlich zunehmendem Kosten- und Wettbewerbsdruck Ingenieure und Designer dabei unterstützt, Entwicklungsprozesse noch effizienter zu organisieren und Produktdesigns qualitativ noch hochwertiger zu gestalten. Basis hierfür bilden exakte virtuelle 3D-Modelle, robuste numerische Methoden und kombinierbare physikalische Modelle zur virtuellen Nachbildung der Realität sowie effiziente Algorithmen für die Automatisierung von Arbeitsabläufen.
Simulationsbasierte Entwicklung ist der Schlüssel zu mehr Innovation und zu echten Wettbewerbsvorteilen! Mit Hilfe simulationsbasierter Entwicklung können Sie
Im Gegensatz zu herkömmlicher Entwicklung mittels Prototypenbau und empirischen Messungen bietet Ihnen die numerische Simulation viele Vorteile. Wir zeigen Ihnen, welche!
Messungen an vorhandenen Prototypen liefern zumeist nur punktuelle Werte einzelner physikalischer Größen. Oftmals kann nur die Wirkung einer Produktfunktion gemessen werden, während die Information, warum sich dieses Ergebnis so einstellt, im Verborgenen bleibt. Der Zusammenhang zwischen den einstellbaren Prozessgrößen und der gewünschten Funktionalität kann so nur vermutet werden, das System bleibt eine sogenannte Blackbox. Der Entwicklungsingenieur kann sich also nur durch schrittweises Probieren an das gewünschte Zieldesign herantasten.
Im Gegensatz zu Messungen liefert die numerische Simulation an allen Orten in einem durch den Ingenieur festgelegten Berechnungsgebiet alle vorab festgelegten physikalischen Größen, bei zeitabhängigen Simulationen auch zu jedem Zeitpunkt, in beliebiger Auflösung. Man erhält mit Hilfe von Simulation also räumlich und zeitlich hochaufgelöste Detailinformationen, welche mit Messungen in dieser Qualität nicht oder nur mit extrem hohem Aufwand generiert werden könnten.
Mit den entsprechenden Auswertungswerkzeugen der ANSYS-Software können Sie die gewünschten Größen quantitativ und qualitativ anschaulich darstellen, zum Beispiel in Form von Diagrammen, Farbdarstellungen und Animationen. Durch Visualisierung der funktionsbestimmenden physikalischen Phänomene erhalten Sie Einblicke in die Funktionsweise und Dynamik Ihres Designs und gewinnen somit ein ganz neues Prozessverständnis!
Aufbauend auf den aus der Simulation gewonnenen Erkenntnissen eines Ist-Zustands können die für eine Auslegung oder Optimierung erforderlichen Parameter- und Designänderungen nun zielorientiert erfolgen. Und in diesem Zusammenhang ist mit der erweiterten Analysevielfalt noch ein wichtiger Vorteil zu nennen: Das virtuelle Prototyping mittels Simulation am Rechner erlaubt natürlich auch wesentlich umfangreichere Testreihen. Der Designer kann beispielsweise Material- und Betriebsparameter einfach ändern und für sein Produkt Szenarien überprüfen, auf die er bei physischem Prototyping aus Mangel an Möglichkeiten oder Zeit oder aus Kostengründen verzichten muss.
Der Prototypenbau ist, auch in Zeiten des Rapid Prototyping mit modernen Verfahren, zumeist finanziell und zeitlich sehr aufwändig und damit ein auschlaggebender Einflussfaktor für die Entwicklungskosten von Produkten, Maschinen und Anlagen. Darüber hinaus ist die Nutzung von Prototypen für Messungen in vielen Industriebereichen gar nicht ohne weiteres möglich, da
Doch eigentlich haben Sie Ihren Protoypen ja bereits, nämlich als virtuellen Prototypen in Ihrem CAD-Programm. Durch die direkte Anbindung der ANSYS-Software an alle gängigen CAD-Programme ist Ihr virtueller Prototyp meist nur wenige Mausklicks von einem Simulationsmodell entfernt, so dass Sie mit dem virtuellen Prototypen die Funktionalität und die Schwachstellen bereits untersuchen können, bevor ein realer Prototyp vorliegt. Mit Hilfe von simulationsbasierter Entwicklung lassen sich also Zeit und finanzieller Aufwand einsparen. Darüber hinaus verfügen Sie mit Hilfe der numerischen Simulation über eine einzigartige Analysevielfalt für Ihre Testreihen, da Sie bereits am Rechner Material-, Betriebs- und Geometrieparameter beliebig variieren können.
Produktverbesserungen resultieren häufig aus der Erfahrung des Entwicklers und dem Prinzip "Versuch und Irrtum". Versucht werden in der Regel aber nur Varianten, die der Entwickler für hinreichend aussichtsreich hält, da Kosten für jeden Prototyp und für jede Messung anfallen.
Die numerische Simulation liefert räumlich und zeitlich hochaufgelöste Detailinformationen und erlaubt durch Prozessvisualisierung ein eingehendes Prozessverständnis. Auf diesem Wissen aufbauend können mögliche Designänderungen zielgerichtet erfolgen und ein Optimum an z.B. Funktionalität, Materialeinsparung, Unabhängigkeit von Herstellungstoleranzen usw. erreicht werden. Alle Varianten, die offensichtlich nicht zum gewünschten Ziel führen können, brauchen so gar nicht erst mit Prototypen getestet werden.
Darüber hinaus kann der Computer virtuelle Protypen, einmal für die Simulation aufbereitet, eigenständig variieren und durchprobieren, je nach Simulationsaufwand wenige bis zu tausende Varianten über Nacht. Der Entwickler legt noch fest, welche Parameter in welchen Grenzen variiert werden sollen, den Rest übernimmt der Computer. Am nächsten Tag können Sie sich dann alle gerechneten Varianten eingehend betrachten, oder Sie geben ein Optimierungsziel an und erhalten automatisch das beste Design!
Alle bisher genannten Punkte führen bereits zu Kostenreduktionen und kürzeren Entwicklungszeiten, da mit Hilfe simulationsbasierter Entwicklung zielgerichtet nur noch erfolgversprechende Varianten untersucht werden sowie mittels virtuellem Prototyping lästige Wartezeiten für Prototypenbau und Versuch entfallen. Aber in der modernen, simulationsbasierten Produktentwicklung kommt ein wichtiger Punkt hinzu:
Durch die benutzerfreundlichen Oberflächen der ANSYS-Softwarelösungen und die nahezu vollständige Automatisierbarkeit von vielen Arbeitsschritten zu festen Prozessketten kann nahezu jeder Ihrer Entwicklungsingenieure alles an einem Modell simulieren. Damit ist nicht gemeint, dass Sie Ihr Entwicklerteam reduzieren sollten, sondern folgendes: Wenn Ihr jeweiliger Experte die Simulation oder seinen Teilbereich der Simulation aufgesetzt und ausgewertet hat, dann könnte z.B. der Konstrukteur an den CAD-Daten etwas ändern und dann die vom Experten vordefinierte Simulation selbst durchführen lassen und auch selbst bewerten, was vorher nur dem jeweiligen Experten oblag. Der Konstrukteur erkennt so zum Beispiel sofort die Auswirkungen seiner Designänderung auf das strömungstechnische Verhalten eines Produktes.
Dieser abteilungsübergreifende, interdisziplinäre Ansatz beschleunigt eine Produktentwicklung enorm, da Kommunikationsaufwand für die interne Abstimmung entfällt. Darüber hinaus fördert diese Vorgehensweise den Know-How-Transfer zwischen verschiedenen Experten und Abteilungen.
Die Methode der simulationsbasierten Produktentwicklung wird immer weiter entwickelt:
Mit der numerischen Simulation wird die Realität, also Ihre Anlage, Ihr Bauteil oder Ihre Neuentwicklung, in die Welt des Computers überführt. Dies ist zunächst natürlich mit Aufwand verbunden, der abschreckend wirken mag. Wir beraten Sie mit unserer Erfahrung und individuell abgestimmt auf Ihre spezifischen Anforderungen:
Sebastian Vlach
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Sind Sie bereits überzeugt? Ist Simulation auch für Ihre Produktentwicklung von Vorteil? Vielleicht stellt sich Ihnen noch die Frage, warum Sie hierzu ANSYS-Software auswählen und gerade mit uns, der CFX Berlin Software GmbH, zusammenarbeiten sollten.
Zunächst zu den Produkten: ANSYS-Produkte sind nicht besonders günstig, aber jede einzelne Softwarelösung ist ihren Preis wert. Jedes einzelne ANSYS-Produkt
ANSYS liefert aber nicht nur einzelne Simulationsprodukte. ANSYS bietet Ihnen als einziger Anbieter eine komplette Simulationswelt:
Prüfen Sie alternative Software-Produkte auf diese Möglichkeiten. Vielleicht kann auch ein anderes, einfacheres und günstigeres Wettbewerbsprodukt Ihre aktuelle Fragestellung berechnen, aber
Wir freuen uns natürlich, Sie als neuen Kunden zu gewinnen. Und wir können Ihnen viel bieten: