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CAE bei VW: „2025 wird jeder Ingenieur virtuelle Berechnungen durchführen“

| Autor: Sven Prawitz

Ralph Sundermeier, Leiter der CAE-Methodenentwicklung bei Volkswagen, ist überzeugt, dass bald alle Ingenieure der Automobilindustrie die Computersimulation nutzen werden. Doch vorher müsse sich die Bedienung der Software grundlegend ändern – denn nicht jeder Nutzer soll ein CAE-Experte sein.

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Ralph Sundermeier, Leiter der CAE-Methodenentwicklung bei Volkswagen, glaubt an eine zunehmende Verbreitung der Simulationsanwendungen in allen Ingenieurberufen.
Ralph Sundermeier, Leiter der CAE-Methodenentwicklung bei Volkswagen, glaubt an eine zunehmende Verbreitung der Simulationsanwendungen in allen Ingenieurberufen.
(Bild: ESI)

Ralph Sundermeier, Leiter der Methodenentwicklung CAE (Computer Aided Engineering) bei Volkswagen, gab auf dem ESI Forum 2019 in Berlin einen Ausblick auf die künftige Arbeitswelt der Ingenieure. Dabei überraschte er mit seiner These: „2025 wird an jedem Arbeitsplatz eines Ingenieurs die virtuelle Berechnung genutzt.“ Sundermeier ist überzeugt, das CAE-Software in allen Bereichen der Fahrzeug- und Prozessentwicklung eingesetzt wird. Die Frage dabei sei „nicht ob, sondern wie man CAE nutzt“.

CAE-Prozesse müssen ohne Spezialexpertise bedienbar sein.

Ralph Sundermeier, Leiter CAE-Methoden bei VW

Diese Entwicklung drücke sich ebenso im Personalbedarf aus: Laut Sundermeier steigt der Bedarf an CAE-Experten bei VW in den nächsten sechs bis 16 Jahren um den Faktor zwölf. Mit dieser Perspektive hat der VW-Manager auf dem Forum eine klare Anforderung an die Software-Entwickler formuliert: „CAE-Prozesse müssen bedienbar sein – ohne Spezialexpertise.“

Software muss zur Arbeitswelt passen

Für Sundermeier muss Simulations-Software künftig folgende Punkte berücksichtigen:

  • Automation („Gutes ablegen, schlechtes zeigen“),
  • Einsatz von künstlicher Intelligenz,
  • maximale Kopplung von Software,
  • mandantengerechte Software,
  • Altsysteme integrieren.

Unter maximaler Kopplung von Software versteht Sundermeier zum Beispiel eine „Safety Tool Chain“. So sollen verschiedene Softwaretools in die Simulation integriert sein. Dann könnten die verschiedenen Assistenzsysteme und Crashsituationen in einer Umgebung berechnet werden.

Wichtig ist, so Sundermeier, dass Software die Methoden moderner Arbeitswelten abbildet. Dazu gehört der Wandel von einem Produktenstehungsprozess mit Wasserfallmodell hin zu agilen Methoden. Christoph Gümbel von Future Matters glaubt, dass diese Arbeitsweise zu einer längeren Nutzung der Fahrzeugplattformen führt. Stetig verbesserte und erweiterte Funktionen während des Produktlebenszyklus halten ein Fahrzeugmodell attraktiv – in der Folge werden Plattformen länger genutzt. Das erhöhe den Cashflow, weil Investitionen länger genutzt würden.

Safety Week

Auf der Safety Week in Würzburg treffen sich die Experten der Fahrzeugsicherheitsindustrie aus aller Welt. Die Safety Week ist die Plattform für das gesamte Spektrum der Fahrzeugsicherheit. Ebenso thematisiert sie die Technologien und Produkte, die in der Entwicklung eingesetzt werden.

Zur Safety Week

Oder die zunehmende Arbeit von Zuhause aus („Software muss fernsteuerbar sein.“). Ein sehr wichtiger Punkt ist der sichere Datenaustausch mit externen Dienstleistern und Lieferanten. Bei VW sei man demnächst soweit, Daten zu Produkten nach außen zu geben – mit der Gewissheit, dass geistiges Eigentum auf diesem Weg nicht geklaut werde.

Renault entwickelt Fahrzeuge ohne Prototyp

Cristel de Rouvrey, seit Februar 2019 CEO der ESI Gruppe.
Cristel de Rouvrey, seit Februar 2019 CEO der ESI Gruppe.
(Bild: ESI)

Cristel de Rouvray, Tochter des ESI-Gründers und seit Februar CEO der ESI Gruppe, stellte vor, wie ESI die Herausforderungen der CAE-Entwicklung angeht und welche Ansätze das Software-Unternehmen dabei verfolgt. Besonders stolz ist de Rouvray auf die neuen Entwicklungsansätze beim Renault Clio. Der Kleinwagen ist in der Designphase ohne jeglichen Prototypen entwickelt worden – und hat – das betont die ESI-Chefin – im Euro-NCAP-Test fünf Sterne erhalten. Diese Beispiel zeige, dass eine rein virtuelle Fahrzeugentwicklung bereits möglich ist. Die Vorzertifizierung des Modells erfolgt am Rechner, der Prototyp wird am Ende nur noch gebraucht, um für die Zulassungsbehörden den offiziellen Nachweis der Gesetzeskonformität zu erbringen.

Laut ESI profitiert Renault von einer konsequenten Umstellung der Organisation und Methoden im Entwicklungsbereich durch Einsparungen im sehr niedrigen dreistelligen Millionen-Euro-Bereich. Ein weiteres Beispiel ist der Batteriehersteller Farasis. Das Start-up habe laut ESI nicht über die Mittel verfügt, um die Funktion und Sicherheit seiner Batteriemodule in einer Vielzahl von Tests nachzuweisen. Gemeinsam mit den Software-Experten von ESI habe das Unternehmen stattdessen virtuell validiert und verifiziert. Das Ergebnis ist ein Auftrag von Daimler über Batterien für künftige EQ-Modelle.

Vom digitalen zum hybriden Zwilling

Als Ansatz wählen die ESI-Experten eine Kombination aus einem physikalischen Echtzeitmodell und einen datengesteuertes, selbstlernendes Modell. Die Simulationsspezialisten vermarkten dieses Konzept als „Hybrid Twin“. Er kombiniert physikalische 3-D-Modelle, die auf Mathematik basieren mit dem datenbasierten Ansatz eines digitalen Zwillings. Beide Komponenten optimieren sich laut ESI permanent gegenseitig. Ingenieure sollen so zum Beispiel am virtuellen Modell erkennen können, wo die besten Stellen sind, um Sensoren für die Verifikation des Designs anzubringen.

Junge Unternehmen wie Farasis, die kaum Messtechnik und Versuchsequipment, geschweige denn Personal in diesem Bereich haben, können sich momentan noch leichter für den simulationsgetriebenen Ansatz entscheiden. Etablierte Automobilhersteller mit ihren bestehenden Ressourcen sind hier deutlich eingeschränkter. Aber: Das Beispiel des Renault Clio zeigt, dass sich auch die großen OEMs bewegen. So wie Ralph Sundermeier ist man auch bei ESI überzeugt, dass die Automobilindustrie künftig Budgets in Richtung „virtual prototyping“ umschichtet. Die Sparpotenziale sind einfach zu groß, um dieses Thema zu ignorieren.

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 Sven Prawitz

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Technikjournalist