Physische Prototypen sind teuer und aufwendig in der Herstellung. Vermehrt versuchen Unternehmen deshalb, ihre Entwicklungsziele mit einem simulationsbasierten Virtual Prototyping zu erreichen. Dabei müssen auch Funktion und Leistungsverhalten eines Produkts berücksichtigt werden.
Lange Zeit gab es für Unternehmen keine Alternative zum Bau aufwändiger und teurer physischer Prototypen. Wertvolle Entwicklungszeit wurde investiert, weil die nach dem ‚Trial-and-Error‘-Prinzip ablaufende Produktoptimierung erst beginnen konnte, wenn erste Konstruktions- beziehungsweise Fertigungsdaten für den Bau eines Prototyps vorlagen. Durch einen simulationsgestützten virtuellen Prototypenbau oder ‚Virtual Prototyping‘ lässt sich diese Vorlaufphase merklich reduzieren. Moderne Simulationsanwendungen ermöglichen, das Betriebs- und Leistungsverhalten auch komplexer Produkte unter realitätsnahen Bedingungen am Computer zu untersuchen und zu optimieren, sobald CAD-Daten für den Aufbau digitaler Simulationsmodelle vorliegen.
Alle an der Entwicklung beteiligten Disziplinen greifen dabei im besten Fall auf ein gemeinsames Modell beziehungsweise dessen Resultate zu, was eine kollaborative Entwicklungsarbeit ermöglicht und Informationsdefizite oder überholte Versionsstände minimieren kann. Eine solche Verfahrensweise kann einer innovativen Produktentwicklung hinsichtlich Optimierung von Qualität, Entwicklungszeit und -kosten einen deutlichen Schub verleihen und die Anzahl physischer Prototypen signifikant reduzieren. Insbesondere ist diese Methodik interessant für Bereiche, in denen der Bau von Prototypen sich aus ökonomischen Gründen oder aufgrund ihrer Dimensionen verbietet, wie dem Schiffs- und Anlagenbau.
Vorhaben zum Nachweis der Energieoptimierung und die Verpflichtung, CSR-Berichte zu erstellen, beschäftigen die Industrie. Auch wenn diese zunächst mit Umstrukturierungen und finanziellen Aufwänden verbunden sind, so investieren Industrieunternehmen damit langfristig in ihre Zukunftssicherheit.‣ weiterlesen
Virtual Prototyping-Ansätze sind wesentlich anspruchsvoller als der in der Vergangenheit übliche punktuelle Einsatz numerischer Berechnungsprogramme, beispielsweise zur Analyse der Strukturfestigkeit oder des Schwingungsverhaltens. Um physische Prototypen durch zumindest ebenbürtige digitale Modelle zu ersetzen, müssen alle produktrelevanten physikalischen Phänomene abgebildet werden. Dies wiederum erfordert in der Regel multidisziplinäre Simulationsansätze, also den gekoppelten Einsatz unterschiedlicher Berechnungsprogramme. Das Beispiel einer Windkraftanlage zeigt, welche Lösungen erforderlich sind: Strömungssimulation für die Auslegung der Rotorblätter, Composite-Simulation zur Konstruktion der Verbundfaserstruktur, FEM-Programme für die Strukturmechanik, ‚Noise, Vibration, Harshness‘-Programme (NVH) für Schwingungsanalyse und Geräuschentwicklung, Mehrkörpersimulationssysteme (MKS) zur Simulation des Gesamtsystems.
All diese Aufgaben mit Standalone-Programmen zu bearbeiten, kann durch die manuell durchzuführenden Kopplungen, Datentransfers und -konvertierungen einen immensen Aufwand bedeuten. Anbieter wie die ESI Group, ein auf das Gebiet der fertigungsorientierten Simulation spezialisierter Anbieter von Virtual Prototyping-Lösungen, fassen deshalb ihre Programme zu Komplettlösungen, wie beispielsweise der Visual Performance Solution, zusammen. Dazu hat der Software-Anbieter eine Arbeitsumgebung entwickelt, welche die für die Aufgabenbearbeitung notwendigen Applikationen integriert und durch ein gemeinsames Core-Modell den manuellen Aufwand minimieren soll. Ein flexibles Token-Lizensierungssystem ermöglicht dem Anwender dabei, nur die für die jeweilige Problembearbeitung benötigten Programme zu aktivieren.
Der Vorteil physischer Prototypen ist sicherlich darin zu sehen, dass sie zwangsläufig in einer ‚As Built‘-Konfiguration vorliegen, während herkömmliche Virtual Prototyping-Ansätze auf der konstruktiv geplanten Nenngeometrie und den entsprechenden Materialkenndaten basieren. Fertigung und Montage können jedoch Funktion und Leistungsverhalten eines Produktes gravierend beeinflussen, beispielsweise im Hinblick auf Wandstärken oder Materialdicken, Material-Inhomogenität, Materialschrumpfung, Rückfederungseffekte, Eigenspannungen und Verzug. Das Software-Unternehmen propagiert daher ein ‚End-to-end Virtual Prototyping‘, das den Fertigungsaspekt integriert.
Mit Lösungen wie PAM-Stamp, PAM-Form oder der Welding Simulation Suite verfügt das Softwarehaus über Produkte, um verkettete Simulationsszenarios aufzubauen. Die Vorteile des Virtual Prototypings lassen sich nur vollständig ausschöpfen, wenn die optimierten Strukturen beziehungsweise Zusammenbauten virtuell getestet und eine zuverlässige Qualitätsbeurteilung durchgeführt werden kann, wozu unter anderem Dauerfestigkeit, Lebensdauerbetrachtungen, Berechnung unterschiedlicher Lastfälle mit Betriebs- und Extrembelastungen gehören. Ebenso sind spezifische Testszenarios möglich, wie sie beispielsweise in der Automobilindustrie durch Crash-Tests und Aufpralluntersuchungen vorgegeben sind, für welche die Lösungen PAM-Crash und PAM-Safe angeboten werden.
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Zur Anpassung des Virtual Prototypings beziehungsweise der erforderlichen Simulationslösungen an industrielle Erfordernisse kooperiert der Systemanbieter mit Fertigungsunternehmen verschiedener Branchen. Seitens der Unternehmen wird dabei teils erheblicher Aufwand betrieben, um beispielsweise durch Vergleichsmessungen die Güte und Genauigkeit der Simulationen zu evaluieren und die Berechnungsmodelle und Annahmen zu validieren. Dabei konnte gezeigt werden, dass die theoretischen Vorteile auch in der Praxis zum Tragen kommen. Das End-to-End Virtual Prototyping ist simulationstechnisch anspruchsvoll. Entsprechend sind die Investitionen für den Einstieg in diese Welt nicht unerheblich. Gleichwohl bietet derzeit kaum eine Methodik ähnliche Möglichkeiten, um Innovationsprozesse zu unterstützen und Entwicklungsprozesse effizient zu gestalten. Der Einsatz der passenden Software kann dabei, verbunden mit umfassender Branchen- und Lösungskompetenz, eine verlässliche Basis bieten, die hohen Ansprüche an virtuelle Entwicklungsprozesse in die Realität umzusetzen.
3D-Visualisierung trägt dazu bei, Simulationsergebnisse veranschaulichen und interpretieren zu können. ESI bietet dazu die Ic.ido Visual Decision Platform an. Die Lösung unterstützt mit 3D-Technologien die Realtime-Visualisierung virtueller Prototypen. Unternehmen können auf dieser Basis funktions-, bereichs- und disziplinübergreifende Entscheidungen in zentralen Phasen des Entwicklungsprozesses treffen und Arbeitsergebnisse kollaborativ bearbeiten.
Die Industrial Digital Twin Association hat mit PTC ein neues Mitglied. Gestartet mit 23 Organisationen, umfasst die Initiative nun 94 Mitglieder.‣ weiterlesen
Industrielle Montagelinien sind vielfältig: Einige arbeiten mit häufig wechselnden Produktaufbauten, während sich andere durch komplexe Prozesse und hohen Abstimmungsbedarf zwischen Werker und weiteren Experten auszeichnen. Das Fraunhofer IGD will Anwender mit einer Kombination aus Augmented Reality (AR) und künstlicher Intelligenz (KI) unterstützen.‣ weiterlesen
Rund 1 Million Industrieroboter werden allein im Automotive-Bereich eingesetzt. Laut der International Federation of Robotics ein Rekordwert. Das größte Wachstum beobachtet der Robotik-Verband derzeit in China.‣ weiterlesen
Firewalls gehören in Unternehmen zu den wichtigsten Sicherheitskomponenten, um das Netzwerk vor Angriffen zu schützen. Mehr noch, im integrierten und vernetzen Zusammenspiel mit weiteren Security-Lösungen, beispielsweise für die Endpoint-, Mobile- oder Cloud-Security und mit den immer wichtigeren Security-Services durch menschliche Experten, fügt sich die Firewall in ein ganzheitliches Security-Ökosystem ein, das alle IT-Bereiche im Unternehmen bestmöglich vor Angriffen und vor Schäden bewahren kann.‣ weiterlesen
Die Anforderungen an die Cybersecurity von überwachungsbedürften Anlagen werden deutlich konkretisiert. Betreiber müssen mögliche Gefährdungen ihrer Anlagen durch Cyberangriffe ermitteln und wirksame Gegenmaßnahmen entwickeln. Die zugelassenen Überwachungsstellen (ZÜS) werden zukünftig überprüfen, ob Cyberbedrohungen im Zusammenhang mit dem sicheren Betrieb der Anlagen ausreichend behandelt wurden.‣ weiterlesen
Mit dem Start der Anmeldung öffnet das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) die digitalen Pforten für den 19. Deutschen IT-Sicherheitskongress. Am 10. und 11. Mai 2023 findet der Kongress unter dem Motto 'Digital sicher in eine nachhaltige Zukunft' digital statt.‣ weiterlesen
Die längst verstaubt geglaubte Masche des 'Ich lasse mal einen USB-Stick mit Schadsoftware auf Parkplätzen zum Mitnehmen herumliegen' wurde doch tatsächlich noch einmal aus der Cybercrime-Kiste geholt.‣ weiterlesen
Sonicwall hat den Sonicwall Cyber Threat Report 2023 veröffentlicht. Dieser zweimal jährlich erscheinende Bericht gibt Einblicke in eine zunehmend diversifizierte Cyberbedrohungslandschaft und die sich verändernden Strategien der Bedrohungsakteure.‣ weiterlesen
Smart Factories bieten eine breite Angriffsfläche für Cyberattacken. Deshalb sichert die Freie Universität Bozen ihre 'Smart Mini Factory', eine Lernfabrik für Industrie-4.0-Technologien, mit der Endian Secure Digital Platform. Neben umfassender IT-Sicherheit ermöglicht die Plattform die Nutzung von Edge Computing und das Management von Rollen und Rechten.‣ weiterlesen
Mittelständische Unternehmen investieren selbst in schwierigen Zeiten in Microsoft-Technologien, weil sie überzeugt sind, dass ihre Mitarbeiterproduktivität steigt und sich ihre Kostenstruktur bessert. Microsoft hat mit dem Microsoft-Partner-Network ein Netzwerk aufgebaut, das ein Forum für den Aufbau von Partnerschaften, Zugang zu Ressourcen und einen Rahmen für Dialoge und Kooperationen bietet. Für unsere Leser gibt die Microsoft-Partnerübersicht in Ausgabe Juli/August der IT&Production Tipps für die Suche nach einer geeigneten Branchen- oder Speziallösung im Bereich des produzierenden Gewerbes.
Auf der Suche nach Innovation, nach neuen Lösungen und der Abgrenzung zum Mitbewerb vernetzen sich zunehmend mehr Unternehmen mit externen Experten und Partnern. SAP hat mit dem SAP-Ecosystem ein Netzwerk aufgebaut, das ein Forum für den Aufbau von Partnerschaften, Zugang zu Ressourcen und einen Rahmen für Dialoge und Kooperationen bietet. In der Maiausgabe der Fachzeitschrift IT&Production erhalten unsere Leser einen aktuellen Überblick zum SAP-Ecosystem im Bereich des produzierenden Gewerbes.
Ein Unternehmen, das sich mit der Auswahl eines ERP- Systems befasst, muss sich gleichsam mit einem viel- schichtigen Software-Markt und unklaren Interessen- lagen an interne Abwick- lungsprozesse auseinander- setzen. Guter Rat bei der Investitionsentscheidung ist teuer. ERP/CRM Wissen Kompakt unterstützt Sie bei der gezielten Investition in die IT-Infrastruktur.
Immer mehr Anbieter von Maschinen, Automatisierungstechnik und Industriesoftware integrieren künstliche Intelligenz in ihre Produkte. Das ganze Potenzial spielen selbstlernende Systeme aber erst aus, wenn sie passgenau auf ihren Einsatz in Fertigung und Büro zugeschnitten wurden. Über beide Möglichkeiten, als Fertiger die Vorzüge von industrieller KI zu nutzen, geht es im regelmäßig aktualisierten Themenheft Künstliche Intelligenz.
Das Internet of Things verändert Produktwelten und die Vernetzung in der Fertigung gleichermaßen. Entstehende Ökosysteme laden zur einer neuen Form der Zusammenarbeit ein. Die Spezialausgabe IoT Wissen Kompakt informiert über die Technologie, Projektierung und Anbieter für die eigene Applikation, in- und außerhalb der Fabrik.
Um alle Potenziale eines MES umfassend ausnutzen zu können, beleuchten unsere Autoren in der Serie von MES Wissen Kompakt die erfolgskritischen Faktoren, um Fertigungsunternehmen präventiv zu steuern. Darüber hinaus präsentiert MES Wissen Kompakt ein breites Spektrum an Firmenportraits, Produkt- neuheiten und Dienst- leistungen im MES-Umfeld.
