Interview Simulation ist Teil des Konstruktionsprozesses

Autor Stefanie Michel

Konstruktionsbegleitende Simulation, ohne Simulationsexperte zu sein: PTC hat 2019 mit Ansys als Partner die Simulation nahtlos in seine CAD-Software Creo integriert. Wir wollten wissen, warum das eine so große Bedeutung hat und warum PTC nun auch mit Cadfem zusammenarbeitet.

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Live-Simulation in der CAD-Software integriert: 
So kann der Konstrukteur seine Ideen schnell überprüfen, ohne die Simulationsabteilung zu belasten.
Live-Simulation in der CAD-Software integriert: 
So kann der Konstrukteur seine Ideen schnell überprüfen, ohne die Simulationsabteilung zu belasten.
(Bild: © 3DConcepts – stock.adobe.com)

Der CAD-Systemhersteller PTC und die Simulationsspezialisten von Cadfem arbeiten seit Kurzem zusammen, um gemeinsame Kunden beim Einsatz von Simulation in der Konstruktion zu unterstützen. Mit Creo Simulation Live steht nun eine Software zur Verfügung, die verspricht, die Live-Simulation von Ansys nahtlos in die Modellierung von PTC Creo zu integrieren. Darüber sprachen wir mit Marc Vidal, Leiter Produktbereich Creo Ansys Simulation bei Cadfem, und Stefan Marks, Regional Sales Director Zentraleuropa bei PTC.

Herr Vidal, Simulation ist ja seit vielen Jahren ein bewährtes Werkzeug in der Produktentwicklung. Doch was ist Creo Simulation Live? Können Sie uns das kurz vorstellen?

Marc Vidal: Ansys hat die Live-Simulation entwickelt, die strukturmechanische und strömungsmechanische Simulation ohne vorherige Vernetzung und in Sekunden erlaubt. Das System simuliert praktisch ohne Verzögerung auf Grundlage der CAD-Geometrie, sodass zeitgleich mit jeder konstruktiven Geometrieänderung die Simulation aktualisiert wird. Der Konstrukteur sieht damit sofort, ob das Bauteil seine Anforderungen erfüllt, und kann sich wirklich von der Physik leiten lassen. Ansys hat mit PTC eine Partnerschaft abgeschlossen, um die Funktion der Live-Simulation in PTCs CAD-System Creo einzubinden. So kann der Konstrukteur CAD und Live-Simulation direkt und nahtlos nutzen.

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Und wie kam die Zusammenarbeit mit Cadfem zustande?

Stefan Marks: Die kam über einen gemeinsamen Kunden zustande, der eine sehr stringente Simulationsstrategie umsetzt. Ziel dieser Strategie ist es, schon möglichst früh im Produktentwicklungsprozess Simulation einzusetzen und es damit den Konstrukteuren zu ermöglichen, ihre Ideen schnell zu validieren, Irrwege zu vermeiden und späte Änderungen zu verhindern.

Die Live-Simulation in Creo Simulation Live passt natürlich perfekt dazu. Cadfem ist bei diesem Kunden seit vielen Jahren ein kompetenter Partner für die Simulation rund um Ansys und PTC ein Partner für Creo und die weiteren PTC-Lösungen. Folglich kam vom Kunden der Impuls, unsere beiden Expertisen zu kombinieren. Für ihn hat sich das als eleganter Weg erwiesen, Simulation in der Konstruktion zielgerichtet und erfolgreich zu etablieren. So entstand die Idee, bei dem Thema „konstruktionsbegleitende Simulation“ in größerem Maßstab zusammenzuarbeiten.

Für PTC ist es jetzt natürlich eine hervorragende Situation, einen Partner wie Cadfem zu haben, der in diesem Bereich überragende Kompetenz mitbringt.

Was erhoffen sich die Kunden von Creo Simulation Live?

Marks: Simulation wird inzwischen von vielen Firmen im Produktentwicklungsprozess eingesetzt und die Vorteile sind erkannt: Mit virtuellen Tests lassen sich Prototypen einsparen, Funktionen verifizieren – und das, bevor das erste Teil gebaut wurde. Nun suchen die Firmen nach Möglichkeiten, diese Vorteile zu multiplizieren, indem Simulation zum einen früher genutzt und zum anderen entlang der gesamten Prozesskette eingesetzt wird.

Vidal: Über die Jahre sind die Produktanforderungen, die mit Simulation überprüft werden müssen, immer weiter gestiegen. Die Simulationsabteilung hat also genug mit der Verifizierung des fertigen Produkts zu tun. Weil Konstrukteure die Vorteile der Simulation aber inzwischen auch für sich erkannt haben, entsteht immer öfter der Wunsch, „mal eben“ Ideen mit Simulation zu überprüfen. Genau das führt zu einer Überlastung der Simulationsabteilungen. Das heißt für die dortigen Experten, dass ihnen die Zeit für die Verifikationsaufgaben fehlt. Konstrukteure hingegen müssen lange auf ihre Ergebnisse warten – so lange, dass sie am Ende oft auf die Simulation verzichten.

Mit Creo Simulation Live haben wir jetzt ein Simulationswerkzeug, das sich in den Konstruktionsprozess nahtlos einfügt und vor allem ohne großes Simulationswissen angewendet werden kann. Wir sprechen also über eine Win-win-Lösung für Konstrukteure und Simulationsexperten.

PTC und Ansys arbeiten ja bereits zusammen. Was ist nun der Inhalt der Partnerschaft zwischen PTC und Cadfem?

Marks: PTC und Ansys entwickeln beide weltweit führende Lösungen für die Produktentwicklung. Wenn es nun darum geht, dass unsere Kunden die Simulation systematisch und nachhaltig im Produktentwicklungsprozess etablieren wollen, setzen wir auf die Expertise von Cadfem: Kunden erhalten dadurch den Return on Investment, den sie von der Simulation erwarten.

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(Bild: Cadfem)

Wo liegen in der Praxis die Hürden, die einen erfolgreichen Einsatz der Simulation erschweren?

Vidal: Simulation wird schon genutzt und auch die Vorteile des Simulationseinsatzes werden verstanden. Aber es ist oft keine Strategie vorhanden, wie man sie im Prozess etabliert und verankert. Hier können wir unsere Expertise ausspielen. Wir haben dazu ein Whitepaper erstellt und eine Checkliste, wie man den Mehrwert systematisch erreicht.

Marks: Ein wichtiger Aspekt ist die Bedienerfreundlichkeit. Sobald Simulation ein separater Schritt in einer externen Applikation ist, beschränkt sich die Nutzung auf wenige Key-User. Durch die Integration ist Creo Simulation Live hier anders. Konstruktive Vergleiche lassen sich schnell und mit geringstem Aufwand durchführen, ohne dass ein Konstrukteur Simulationsexperte werden muss. So werden die Modelle während der Konstruktion kontinuierlich verfeinert. Fragen wie die, ob eine Rippe zur Versteifung ausreicht oder eine zweite notwendig ist, lassen sich in Sekunden beantworten statt erst in der Simulation am Ende des Entwicklungsprozesses.

Vidal: Eine weitere Hürde in der Praxis ist die Qualitätssicherung. Wir bieten spezielle Seminare an, um Konstrukteuren die Sicherheit im Simulationseinsatz zu geben und ihnen zu zeigen, wie sie mit den Ergebnissen der Simulation umgehen und die Erkenntnisse umsetzen können. Optimal ist es aus unserer Sicht, die vorhandene Erfahrung im Unternehmen zu nutzen und die Simulationsexperten als Coaches für die Konstrukteure einzusetzen. Sie können Wissen vermitteln, Ergebnisse überprüfen und Optimierungspotenziale aufzeigen. So verlieren die Konstrukteure die Scheu vor der Simulation und die Tools werden produktiv eingesetzt.

Werden die Simulationsexperten dann nicht überflüssig, wenn die Bauteile schon in der Konstruktion überprüft werden?

Vidal: Im Gegenteil, das Wissen der Simulationsexperten ist ein zentraler Baustein hin zu Produktivität und zuverlässigen Aussagen. Wir benötigen die Simulationsexperten als Coaches und als Innovationstreiber, indem sie sich mit komplexen Simulationsaufgaben auseinandersetzen. Aber wir können sie entlasten, indem wir die Anzahl der Iterationen senken, die über die Simulationsabteilung laufen. Dann wirkt die Simulation nicht mehr als Flaschenhals im Prozess. Statt nach Wochen liegen die Ergebnisse sofort vor, was den Gesamtprozess enorm beschleunigt.

Wie amortisiert sich die Investition in konstruktionsnahe Simulation mit Creo Simulation Live?

Vidal: Eine Aberdeen-Studie hat schon im Jahr 2017 gezeigt, dass frühe Simulation die Entwicklungszeiten um 14 Prozent und die Kosten um 40 Prozent senken kann. Viel wichtiger ist jedoch, dass Simulation hilft, mit den verfügbaren Ressourcen in der gleichen Zeit mehr zu erreichen, die Qualität des Produkts zu steigern und die Wettbewerbsposition zu stärken. Hinzu kommt, dass Creo Simulation Live viel schneller als andere Simulationswerkzeuge produktiv eingesetzt werden kann. Daher sprechen wir hier von einer Effizienzsteigerung, die nicht nur sehr gut skaliert, sondern auch sofort spürbar ist.

Welche Vorteile kann ein Unternehmen erwarten, wenn es Creo Simulation Live einsetzt?

Marks: Bisher wurden in der Konstruktion oft Annahmen getroffen und Teile eher etwas zu massiv ausgelegt, um einen Sicherheitsfaktor zu haben. Mit der konstruktionsbegleitenden Simulation lassen sich diese Annahmen durch Berechnung ersetzen und es wird nur so viel Material eingesetzt, wie tatsächlich benötigt wird. Simulation läuft jetzt einfach in der Konstruktion mit.

Hinzu kommt die angesprochene Zeitersparnis, weil sich der Flaschenhals Simulation auflöst. Und wir wissen alle, dass das Beseitigen von Produktfehlern zu immer höheren Kosten führt, je später sie auffallen. Die Beseitigung ist dann aufwendig und kostet Zeit, zudem kann eine nachträgliche Lösung nie so effizient sein, wie wenn man von Beginn an alles richtig macht.

Und nicht zuletzt ermöglichen wir es so, dass die Innovationskraft voll zum Tragen kommt. Statt Sicherheitslösungen nach dem Motto „Das haben wir immer so gemacht“ kann man neue Ideen extrem schnell und einfach analysieren und, wenn sie sich als überlegen erweisen, sofort umsetzen.

Vidal: Unser Motto ist: „Simulation ist mehr als Software.“ Wir geben den Konstrukteuren mit Creo Simulation Live nicht nur die Freiheit, selbstständig Neues auszutesten, sondern sorgen auch dafür, dass die konstruktionsnahe Simulation bei unseren Kunden zuverlässig ein Erfolg wird und den Return on Investment liefert, den sie erwarten.

Das Interview führten MM-Fachredakteurin Stefanie Michel und der freie Fachjournalist Ralf Steck

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