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Leichtbau-Gipfel 2016 Altair: „Simulationsgetrieben entwickeln!“

| Autor: Thomas Günnel

Unter dem Titel „Grenzen überwinden“ referierte Dr. Lars Fredriksson, Director Product Design bei Altair Europe, zu Barrieren bei der simulationsgetriebenen Entwicklung im automobilen Leichtbau – und wie sich diese überwinden lassen.

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„Wir brauchen neue Wege, um schneller, effektiver und „smarter“ zu entwickeln“, führte Dr. Lars Fredriksson von Altair auf dem Leichtbau-Gipfel 2016 aus. Er beschrieb die simulationsgetriebene Entwicklung, ein Kernthema seines Unternehmens.
„Wir brauchen neue Wege, um schneller, effektiver und „smarter“ zu entwickeln“, führte Dr. Lars Fredriksson von Altair auf dem Leichtbau-Gipfel 2016 aus. Er beschrieb die simulationsgetriebene Entwicklung, ein Kernthema seines Unternehmens.
(Foto: Stefan Bausewein)

„Die Entwicklung wird immer komplexer. Wir sehen höhere Anforderungen an die Produkte und deren Entstehungsprozesse, wir müssen mehr und vielfältigere Ziele erreichen. Deshalb brauchen wir neue Wege, um schneller, effektiver und „smarter“ zu entwickeln“, beschrieb Dr. Lars Fredriksson, Director Product Design bei Altair Europe, aktuelle Herausforderungen im automobilen Leichtbau. Ein Weg ist demnach die simulationsgetriebene Entwicklung. Obwohl sich diese Methode inzwischen oft bewährt habe, sei man ihr gegenüber in Entwicklungsabteilungen noch skeptisch. Fredriksson grenzte in seiner Präsentation ab, was für Altair simulationsgetriebene Entwicklung tatsächlich bedeutet: „Die Verbesserungsvorschläge werden systematisch durch numerische Optimierung ausgearbeitet, von der Konstruktion bewertet, umgesetzt und anschließend im CAE überprüft und bewertet. Dabei können wir uns eine große Anzahl möglicher Designs berechnen lassen – und diese anschließend automatisch oder halbautomatisch kategorisieren und bewerten“, erläuterte er den Ansatz. Anschließend wähle man gemeinsam mit der Konstruktionsabteilung die erfolgversprechenden Varianten aus – mit denen dann die Entwicklung weitergehe. Andere Möglichkeiten seien eher traditionelle Entwicklungsschritte, etwa die Verbesserungsvorschläge mittels CAE zu ermitteln und mit weiteren CAE-Simulationen zu bewerten oder alternative Designs von der Konstruktion erstellen zu lassen und diese dann im CAE zu bewerten.

Systematisch eine Lösung suchen

Fredriksson verdeutlichte, wie Bauteilkonstruktion und -Design aktuell zusammengeführt werden: Demnach gehören die konstruktive Lösungsfindung und Reifung des Entwurfs zu den Kernaufgaben der Entwicklung. Dabei gehe man davon aus, dass Anforderungen und Ziele der Systeme oder Bauteile in einem vorangegangenen Prozess festgelegt worden sind. Die Lösungsfindung geschieht laut Fredriksson praktisch durch Iteration, bei der ein Konstruktionsvorschlag physikalisch oder virtuell geprüft wird – Änderungen erfolgen anschließend. Der Prozess läuft so lange, bis das Bauteil beziehungsweise das System die Anforderungen erfüllt. Um die Konstruktion aktiv zu unterstützen, sind für Fredriksson zwei Schritte wichtig: Die Zusammenarbeit zwischen Konstrukteuren und Berechnungsingenieure müsse es erlauben, innerhalb der Randbedingungen der Konstruktion, systematisch eine Lösung zu suchen und mittels Optimierung umzusetzen. Außerdem seien Werkzeuge notwendig, die auf numerische Optimierung bauen und die die Konstrukteure effizient benutzen können. Das so genannte Optimization Center von Altair ist solch ein Werkzeug – ein Durchführungsmodell, bei dem die Konstruktion Bauteile oder Kleinsysteme für simulationsgetriebene Entwicklung nominiert. Dabei bewertet sie für jedes Bauteil das Potential für eine umfassende Verbesserung, zum Beispiel hinsichtlich des Gewichts oder der Funktionen, und erstellt eine Rangliste nach internen Kriterien. Abhängig von der Rangfolge optimiert das Programm die Bauteile und Systeme, setzt sie anschließend virtuell um und berechnet die Werte erneut.

Workshop „Bionische Inspiration für die Konstruktion“

Wie das praktisch funktioniert, zeigte Dipl.-Ing. (FH) Manfred Dienes von der Altair Engineering GmbH. In seinem Workshop „Bionische Inspiration für die Konstruktion“ verdeutlichte Dienes anhand eines Trägers für ein Luftfederpaket bei Daimler Trucks live, wie sich das Bauteil innerhalb der Software simulieren und hinsichtlich seines Gewichts optimieren lässt. Wichtig war für Daimler demnach, dass die Software leicht zu bedienen ist, „weil nicht jeder Konstrukteur täglich Optimierungen durchführt“, erklärte Dienes. In einer Schritt-für-Schritt-Vorführung erstellte er das Bauteil, das er zudem als physisches Modell dabei hatte. Änderungen im Bauteil, zum Beispiel substituierte Werkstoffe oder weitere Lagerpunkte, dienten als Beispiele für den Funktionsumfang des Programms. Die Teilnehmer erhielten so einen realistischen Einblick in die Möglichkeiten der Software und den Ablauf der Bauteiloptimierung.

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Über den Autor

 Thomas Günnel

Thomas Günnel

Redakteur/Fachjournalist, Redaktion AUTOMOBIL INDUSTRIE