Lösung und Verarbeitung
Die Simulationssoftware setzt eine Reihe von rechnergestützten Algorithmen ein und berücksichtigt dabei zum Beispiel wirkende Kräfte und Materialeigenschaften, um eine Lösung zu erzeugen. Der Lösungsprozess wird mit nur einem Mausklick initiiert. Software und Hardware arbeiten leistungsstark zusammen und führen Millionen von komplexen Kalkulationen in jeder Sekunde aus. Die physikalischen Gleichungen, auf denen derartige Simulationen basieren, sind in der Wissenschaft seit mehr als 100 Jahren bekannt. Bis in die 1940er Jahre wurden sie manuell berechnet, wozu mehrere Ingenieure gleichzeitig an einer einzigen Lösung arbeiteten. Heute kann ein einziger Computer diese Arbeit für sehr viel schwierigere Aufgaben durchführen. Je nach Größe und Komplexität des simulierten Modells steht eine Lösung nach nur wenigen Minuten zur Verfügung. Allgemein gilt: Je mehr Gitterzellen es in einem Simulationsmodell gibt, desto länger rechnet der Computer für eine Lösung. Leistungsstärkere Computer beschleunigen den Vorgang.
Postprocessing
Nach dem Rechenlauf werden die Simulationsergebnisse analysiert. Quantitative (numerische oder tabellarische) und qualitative (grafische) Auswertungen ermöglichen dem Ingenieur unter anderem den Bereich maximaler Belastungen oder Verformungen präzise zu bestimmen. Tabellarische Daten sind besonders für Ingenieure und Entwickler nützlich, da sie präzise Werte benötigen, um die Anforderungen an Produkteigenschaften und Herstellung, aber auch die gesetzlichen Vorgaben zu erfüllen. Damit diese Informationen an alle am Designprozess Beteiligten (Ingenieure, Konstrukteure und andere Mitarbeiter) kommuniziert werden können, helfen Visualisierungswerkzeuge, das Simulationsergebnis schnell und anschaulich zu vermitteln. Vielfältige grafische Darstellungen und animierte Sequenzen der Ergebnisse tragen dazu bei, Problembereiche zu identifizieren und zu entscheiden, in welche Richtung die weitere Entwicklungsarbeit gehen sollte.
Im Bild: Regina Hoffmann, Marketingleiterin der Ansys Germany GmbH Die neunte Ausgabe von Rockwell Automations „State of Smart Manufacturing“ Report liefert Einblicke in Trends und Herausforderungen für Hersteller. Dazu wurden über 1.500 Fertigungsunternehmen befragt, knapp 100 der befragten Unternehmen kommen aus Deutschland. ‣ weiterlesen
KI in Fertigungsbranche vorn
Hochleistungsrechnen
Hochleistungsrechnen (High Performance Computing/HPC) ist der Einsatz von schnellen Prozessoren und Rechnerarchitekturen zur Lösung anspruchsvoller Aufgaben. In den letzten Jahren ist HPC auf einer breiten Basis verfügbar und kostengünstig einsetzbar geworden, hauptsächlich bedingt durch die Verwendung von preiswerten CPUs, die im parallelen Verbund die Rechenaufgabe lösen. Heute sind Computercluster eine praktikable Möglichkeit für Anwender, ihre Fälle schnell und mit überschaubarem Kostenaufwand zu bearbeiten. Moderne Mehrkernprozessoren verwandeln heute selbst Einzelplatzrechner in Hochleistungsplattformen, mit denen komplette Projekte abgearbeitet werden können. Die höhere Verfügbarkeit von HPC-Systemen ermöglicht auch wichtige Trends in der technischen Simulation. Der Thin[gk]athon, veranstaltet vom Smart Systems Hub, vereint kollaborative Intelligenz und Industrie-Expertise, um in einem dreitägigen Hackathon innovative Lösungsansätze für komplexe Fragestellungen zu generieren. ‣ weiterlesen
Innovationstreiber Thin[gk]athon: Kollaborative Intelligenz trifft auf Industrie-Expertise
Größere Modelle mit mehr Details und die Berücksichtigung vielfältiger physikalischer Phänomene führen zu realitätsnahen Simulationsergebnissen und verringern damit die Notwendigkeit für umfangreiche Testläufe. Durch den Einsatz von HPC-Systemen lassen sich auch derart anspruchsvolle und genaue Simulationen innerhalb des vorgegebenen Projektzeitrahmens abarbeiten. Ein weiterer Trend geht hin zu einer höheren Zahl an Simulationsrechnungen. Auf diese Weise lassen sich verschiedene Entwürfe betrachten, Parameterstudien durchführen und sogar eine automatisierte Designoptimierung verwirklichen. HPC-Systeme liefern die benötigte Durchsatzleistung, um mehrere Simulationen simultan auszuführen und Entwürfe in einer frühen Projektphase einzugrenzen.
Datenmanagement
Komplexe Prozesse und die daraus resultierende explosionsartige Zunahme der Datenmenge verlangen nach effektiven Verfahren für das Management von Simulations-IP. Als Erweiterung zum breiter angelegten PLM-Konzept bringt die Integration von Design und Simulation neue Herausforderungen mit sich. Die Simulation umfasst bereichsübergreifende Verfahren, dezentral mit verschiedenen Tools, Verfahren und Formaten arbeitende Mitarbeiter, durch OEMs/Lieferanten bedingte Einschränkungen, den Zugang zu Material-/Schweißdatenbanken, Verbindungen zu Know-how und Ressourcen sowie gesetzliche Zwänge. Die Lösung kann ein durchgängiges Unterstützungssystem mit speziellem Fokus auf Skalierung, Umfang und Zweck der technischen Simulation darstelen. Sie fördert eine unternehmensweite Vereinheitlichung von Best Practices, die Integration von dezentralen Teams und die Erfüllung von gesetzlichen Compliance-Vorgaben.
