MODSIM-Prozesse

Indem nun Konzept- und Detailierungs-Phase teilweise ineinandergreifen, verlaufen beide Abschnitte effizienter. Das ist umso wichtiger, weil vielfältige, komplexe Anforderungen zur Folge haben, dass immer mehr getestet werden muss.

Auch für die Innovationsfähigkeit bringt eine simulationsgetriebene Produktentwicklung  große Vorteile. Die wissensbasierte Konstruktion kann neue, innovative Designvorschläge hervorbringen, indem sie Ideen in virtuellen Modellen systematisch testet.

Die intensivere Zusammenarbeit von Konstrukteuren und Berechnungsexperten beeinflusst außerdem die „First Time Right“-Rate positiv, also eine optimale Auslegung des Entwurfs bereits im ersten Anlauf. Damit geht einher, dass weniger Kosten durch Testreihen mit physikalischen Prototypen anfallen. Viele Fragestellungen lassen sich vorher bereits mit dem übergreifenden Einsatz von Modellierung und Simulation abschließen.

Ein weiteres Potential von Modellierung und Simulation in der Konzeptphase liegt im sogenannten Frontloading. Die Konstrukteure decken mit dem zusätzlichen Wissen potenzielle Schwachstellen des Produkts auf. Sie beheben die Schwierigkeiten frühzeitig und damit wesentlich kostengünstiger, als erst später in der Produktentstehung.

Um passende Antworten zu finden, muss man das Problem klar definieren. Um welche Fragestellungen geht es und welche Zielsetzung ergibt sich daraus für die Modellierung und Simulation? Dabei können zum Beispiel die Funktionsweise, Leistung und Zuverlässigkeit unter verschiedenen Betriebsbedingungen und Umwelteinflüssen betrachtet werden. Auch die Klärung von Fragestellungen zur Fertigung ist möglich, zum Beispiel, ob kostengünstigere Verfahren infrage kommen. 

In der Modellierung wird nun ein mathematisches Modell erstellt, welches alle relevanten Dimensionen abbildet. Die Randbedingungen des Systems leiten sich aus der vorab erstellten Problemdefinition ab. Dann folgt die eigentliche Simulation: Das Modell wird gelöst und die überprüften Größen können in einer 3D-Ansicht oder als Graph visualisiert werden. 

Die Auswertung führt zu Schlussfolgerungen und Änderungen im Design, den technischen Eigenschaften, dem Material oder anderen Anforderungen. Mit modernen Software-Applikationen lässt sich das Modell als digitaler Zwilling nutzen, etwa für eine kontinuierliche Optimierung anhand verschiedener sich verändernder Zielgrößen.