Anlagenbau & Betrieb Simulation ganz unkompliziert

Die Simulation – auch Computer Aided Engineering (CAE) genannt – hat sich in vielen Einsatzfeldern der ingeni­eurtechnischen Produktentwicklung immer mehr durchgesetzt, vor allem in traditionell sehr großen Branchen wie dem Automobilbau oder der Luftfahrt. Ziel ist stets, Design-Entscheidungen möglichst früh und fundiert zu treffen. Denn späte Konstruktionsänderungen führen unweigerlich zu höheren Kosten und vergrößern das Risiko, Zeitpläne nicht einhalten zu können. Die Simulation ermöglicht es, das Verhalten eines Produkts bereits in frühen Entwicklungsstadien unter realen Bedingungen zu untersuchen, ohne einen kosten- und zeitaufwändigen Prototypenbau sowie physikalische Testreihen in Kauf nehmen zu müssen. Ganz besonders vorteilhaft ist die Simulation, wenn ein Produkt, über das Aussagen getroffen werden soll, nicht zugänglich ist, noch gar nicht existiert oder eine Untersuchung daran zu aufwändig oder zu teuer wäre.

In den Konstruktions- und Entwicklungsabteilungen des Maschinenbaus jedoch gehört die Simulation noch nicht zu den Standardwerkzeugen. Sehr hohe Fixkosten für die Hard- und Software, eine aufwändige Inbetriebnahme und Wartung von Simulationskapazität sowie die steile Lernkurve klassischer Simulationssysteme sind Hauptgründe für die zögerliche Verbreitung von CAE-Methoden in der Industrie.

So waren bislang stets signifikante Kosten- und Know-how-Hürden zu überwinden, wenn ein Unternehmen in der Konstruktion und Entwicklung Simulationsmethoden einführen oder erweitern wollte. Die teils sehr rechenintensiven Simulationen benötigen leistungsfähige Hardware – bis hin zu ganzen Rechenclustern. Schon eine Einzelplatz-Lizenz für die notwendige Software konnte mit mehreren zehntausend Euro zusätzlich zu Buche schlagen. Zudem verursachte die Inbetriebnahme und Pflege des Systems sowie die Schulung der Mitarbeiter zusätzlichen Aufwand. Demzufolge wurde die Neuanschaffung und auch Erweiterung von Simulationskapazität bisher stets sehr kritisch hinterfragt und im Zweifelsfall darauf verzichtet. Und so ist die Simulation in weiten Teilen der industriellen Produktentwicklung noch kein Standardwerkzeug geworden.

Aufgaben einfach simulieren

Moderne Webtechnologien, eine kosteneffiziente und unkomplizierte Verfügbarkeit von Rechenkapazität via Cloud-Rechenzentren sowie das wachsende Breitbandnetz ermöglichen nun neue, innovative Ansätze, um Simulationskapazität für Anwender bereit zu stellen. Die SimScale-Plattform ist ein erstes und bislang einzigartiges Beispiel dafür: Sie bietet Kon­strukteuren und Ingenieuren die Möglichkeit, Simulationen aus den Bereichen Struktur- und Fluidmechanik sowie Thermodynamik und Akustik durchzuführen, ohne dass lokal spezielle Hard- oder Software nötig ist. Die Nutzung erfolgt vollständig über einen herkömmlichen Webbrowser. Damit reicht eine Internetverbindung aus, um anspruchsvolle ingenieurtechnische Simulationen von CAD-Bauteilen und -gruppen durchführen zu können.

Der Anwender registriert sich zunächst auf der Online-Plattform, erhält eine interaktive Einführung und kann sich zudem Beispielprojekte ansehen und importieren. Anschließend lädt er sein zu untersuchendes CAD-Modell hoch, für das er aus unterschiedlichsten Analysetypen eine passende Simulation erstellen kann. Die Interaktion erfolgt vollständig in 3D, was sich somit wie eine klassische Desktopanwendung gestaltet. Sobald das Simulationssetup erstellt ist, kann der Nutzer frei über die Hardware entscheiden, auf der seine Simulation berechnet werden soll. Da die SimScale-Plattform mit externen Rechenzentren verbunden ist, von denen die Rechenkapazität dynamisch gemietet wird, steht stets eine beliebig skalierbare Rechenpower zur Verfügung. Sobald die Simulationsergebnisse berechnet wurden, können sie direkt im Browser begutachtet oder zur weiteren Bearbeitung auf einen lokalen Rechner geladen werden.

Bezahlt wird lediglich die Rechenzeit und Rechenkapazität, die tatsächlich auch genutzt wird. Dazu kommen geringfügige Fixkosten aufgrund des Abo-Modells, das einen kontinuierlichen Support durch die SimScale-Ingenieure gewährleistet. Anwender können somit also direkt von Simulationsmethoden profitieren, ohne die üblicherweise hohen Fixkosten für Hard- und Software in Kauf nehmen zu müssen. Die Transformation der Simulationsanwendungen von einer statischen Desktopsoftware zu einer skalierbaren Online-Plattform ermöglicht diese neue Kostenstruktur. Darüber hinaus können durch die zentrale Datenhaltung verteilte Teams miteinander kollaborativ an Simulationsprojekten arbeiten, was mit einer lokalen Anwendung nur bedingt möglich ist.

Neue Generation

Insgesamt repräsentiert die SimScale-Plattform eine neue Generation von Engineering-Software-Lösungen, die moderne Webtechnologien zur effizienteren, skalierbareren und flexibleren Nutzung von Simulationskapazität einsetzt. Auch in anderen Softwaresegmenten wie CAD (Compter Aided Design), PLM (Product Lifecycle Management) sowie MBS (Model-based Simulation) formieren sich erste webbasierte Angebote, die aufzeigen, wie Ingenieure in Zukunft arbeiten könnten: weg von großen lokalen Workstations hin zum flexiblen, kollaborativen und skalierbaren Arbeiten auf beliebigen Endgeräten.