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Montag, 19 April 2021 11:59

Integriertes Design auf höchstem Niveau

von Volker Tisken
Geschätzte Lesezeit: 2 - 4 Minuten
Augenfällige Integration der Designtools: Discovery ermöglicht die Thermoanalyse im Bereich Flüssigkeiten und Festkörpern – hier am Beispiel einer elektronischen Baugruppe (Bild: Ansys) Augenfällige Integration der Designtools: Discovery ermöglicht die Thermoanalyse im Bereich Flüssigkeiten und Festkörpern – hier am Beispiel einer elektronischen Baugruppe (Bild: Ansys)

Gerade an den Beispielen E-Mobility und autonomes Fahren zeigt sich die Notwendigkeit, Mechanical Design, Electronic Design, Softwareentwicklung und Simulation ganzheitlich integriert und ohne Systemgrenzen voran treiben zu können. Ansys setzt hier mit seiner neuen Version 2021 R1 ambitionierte Maßstäbe.

Durch vereinfachte Arbeitsabläufe und einen aufgabenangepasst kombinierbaren Baukasten von Produkterweiterungen ermöglicht Ansys 2021 R1 Ingenieuren, auf bisher nicht erreichbare Weise Design- und Produktentwicklungsziele anzupacken. Die neue Version enthält Weiterentwicklungen für große elektromagnetische Systemsimulationen, in die auch vordefinierte Komponenten von unterschiedlichen Herstellern mit größerer Effizienz und Skalierbarkeit einbezogen werden können.Mechanisches Design und Analyse für Kurzfaser-Spritzguss: Orientierung der Fasern und eventuelle Einspritzspannungen erkennbar (Bild: thyssenkrupp Presta AG)Mechanisches Design und Analyse für Kurzfaser-Spritzguss: Orientierung der Fasern und eventuelle Einspritzspannungen erkennbar (Bild: thyssenkrupp Presta AG)

Auch bei der Entwicklung von Halbleitern bietet die Software Unterstützung zum Beispiel durch umfassende Analyse der Signalintegrität, der Leistungsintegrität sowie der thermischen und mechanischen Belastung von 3D-Multi-Die-Systemen. In Verbindung mit Ansys Cloud sorgen die Weiterentwicklungen insgesamt für schnellere Simulationen, einfachere Workflows und zusätzliche Solver-Funktionen. Simulation wird dank cloud-basierter Softwarenutzungsmodelle für Unternehmen jeder Größe zugänglich. Anwender können in den Bereichen Fluide, Strukturen und Elektronik schnell auf ihren konkreten Bedarf skalieren, um Berechnungsprobleme zu lösen. „Diese Möglichkeit“, so Benjamin Turner, Mechanical Engineer bei Hargrove Engineers + Constructors, „macht die lokale Installation jeglicher Software überflüssig. Zudem kann ich mein Smartphone benutzen, um den Status meiner Simulation zu überprüfen.“

Einsatz in der EV- und AV-Entwicklung

Bei der aktuell immer schneller fortschreitenden Entwicklung von autonomen Fahrzeugen (AV) und Elektrofahrzeugen (EV) hat Sicherheit höchste Priorität. Besondere Unterstützung bietet 2021 R1 hier durch seine umfassende Sensorlösung für AVs, zu der auch eine physikbasierte Echtzeit-Radarsensorik, kombiniert mit einer Closed-Loop-Simulationsvalidierung zur Verbesserung der AV-Sicherheit, gehört. Neue Scanning- und Rotations-Lidar-Modelle erhöhen zudem die Zuverlässigkeit der AV-Simulation. Darüber hinaus verbessern die neuen Lösungen für eingebettete Systeme und Software die Kommunikation zwischen den Teammitgliedern und reduzieren die Kosten für die Zertifizierung. Dies führt zu einer verbesserten Flexibilität bei der Modellierung und Codegenerierung für AUTOSAR-Softwarekomponenten im Automobilbereich und bietet Unterstützung für den technischen Standard FACE 3.0 für militärische Avionik. Zudem trägt die moderne Systemsicherheitslösung zur Verbesserung von EV- und AV-Sicherheitsanalysen bei, indem sie grafisch aufzeigt, wo potenzielle Systemfehler auftreten können. Dies vereinfacht den Prüfprozess für Software-Sicherheit deutlich.

„Durch den Einsatz von medini analyze für die Software-Sicherheitsanalyse (SSA) kann Bosch den Aufwand für die SSA reduzieren“, sagt Sven Bergmann, Project Safety Manager, Robert Bosch GmbH. „Dies ermöglicht die Wiederverwendbarkeit von Informationen in einem integrierten Werkzeug, verbessert die Akzeptanz der Software-Architekten und erleichtert die Überprüfung.“

Die neue Version lässt die ganzheitliche Entwicklung von EV-Komponenten Realität werden. So hilft ein neues Tool zum Batteriedesign Ingenieuren, die Materialauswahl für die Entwicklung von Batterien der nächsten Generation zu optimieren, während eine neue EV-Antriebsstrang-Bibliothek die Systemsimulation von elektrifizierten Komponenten beschleunigt. Neue Software-Erweiterungen helfen, Alarmtöne zu modernen Fahrerassistenzsystemen hinzuzufügen, die die Fahrsicherheit von EVs verbessern. Neue Batteriemodelle versetzen die Ingenieure in die Lage, verschiedene Szenarien zu bewältigen, einschließlich Batteriequetschung, Kühlung, Nageltests und Modulquetschung.

Immer kürzere Produktentwicklung

Wachsende Kundenanforderungen und immer kürzere Produktentwicklungszeiträume stellen die Ingenieurteams vor eine nicht dagewesene Anzahl neuer Herausforderungen – von Problemen auf Systemebene bis hin zur grundlegenden Physik auf Komponentenebene. Nach Übernahme von Analytical Graphics, Inc. bietet Ansys nun auch eine umfassende Lösung, die dies alles abbilden kann – von der Komponentenebene bis hin zur gesamten aufgabenspezifischen Simulation (Mission-Driven-Simulation).

2021 R1 erweitert auch die Grenzen auf der detaillierten physikalischen Ebene und versetzt Teams in die Lage, zu einem früheren Zeitpunkt im Produktentwicklungsprozess intelligentere Entscheidungen zu treffen und so kostspielige Fehler zu vermeiden, die sich negativ auf die Produktqualität und Zuverlässigkeit auswirken können.

Besonders erwähnenswert sind zwei Einzelkomponenten des aktuellen Systems:

  • Ansys Minerva erleichtert die Zusammenarbeit von flexibel arbeitenden Ingenieurteams durch die neuesten Fortschritte im Simulationsprozess und im Datenmanagement. So verbesserte Arbeitsabläufe dienen nicht nur erfahrenen Anwendern, sondern helfen auch unerfahrenen Ingenieuren, den Umgang mit dieser Software schnell zu erlernen.
  • Ansys Discovery bietet beispielsweise automatisierte Flüssigkeits-Festkörper-Thermoanalyse für das Design und die Bewertung von elektronischen Kühl- und Wärmemanagementgeräten. Zur Entwicklung ihrer 3D-Drucker nutzt Qualup SAS dieses Tool, um thermische und kühltechnische Designvarianten zu visualisieren.

„Das Tool gibt uns die Möglichkeit, die Modellierung live zu verändern...“

„Damit können wir schnell die Einflüsse unterschiedlicher Designs auf die interne Belüftung der Druckkammer sowie den Einfluss des Designs auf die Kühlung bestimmter Komponenten evaluieren“, so Philippe Boichut, Inhaber von Qualup SAS. „Das Tool gibt uns die Möglichkeit, die Modellierung live zu verändern und die Auswirkungen sofort zu erkennen.“-dir/vti-

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  • Ausgabe: 4
  • Jahr: 2021
  • Autoren: Volker Tisken

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