Unterstützung bei der Entwicklung komplexer Produkte

Hexagon Manufacturing Intelligence hat die Simulationssoftware Elements vorgestellt. Sie gibt Ingenieurteams wertvolle Einblicke in das Verhalten der zunehmend komplexen Systeme moderner Produkte.

132
Die Modellierung auf Systemebene von Elements kann in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt werden, von der Robotik bis zur Luft- und Raumfahrt, von der Automobilindustrie bis zur Energieerzeugung. (Bildnachweis: Hexagon Manufacturing Intelligence)

Mit Elements stellt Hexagon Manufacturing Intelligence eine neue Simulationssoftware vor, die Ingenieurteams wertvolle Einblicke in das Verhalten der zunehmend komplexen Systeme moderner Produkte gewährt. Die Software ermöglicht die rasche Evaluierung der Leistung und Durchführbarkeit neuer Designkonzepte und sorgt so für eine effizientere Produktentwicklung sowie reduzierte Risiken und Kosten.

Damit trägt Elements der wachsenden Bedeutung einer integrierten, multidisziplinären Systementwicklung und durchgängiger Workflows Rechnung. Kunden aus allen Branchen fordern Technologien, die sowohl in zahlreichen Teilbereichen der Physik einsetzbar sind als auch mechatronische Herausforderungen auf robuste Weise meistern und damit den wachsenden Trend hin zum Engineering auf Systemebene weiter vorantreiben. Das erfordert die Integration aller relevanten technischen Disziplinen, Steuer- und Drittanbieter-Systeme, um sowohl Interaktionen zwischen den einzelnen Bereichen als auch Auswirkungen von Designentscheidung in einer Disziplin auf andere Disziplinen zu verstehen.

Elements ist für Systemtechniker leicht erlernbar. Dank der Drag-and-Drop-Umgebung können sie nach Bedarf physikalische Typen sowie Logiken modellieren und Systeme analysieren, indem sie intuitiv Blöcke verbinden – ganz gleich, ob sie elektrische, hydraulische oder mechanische Komponenten darstellen – und so technische Probleme auf Systemebene lösen. Die Software basiert auf der Modellierungssprache Modelica, einem offenen und etablierten Standard für das rasche Erstellen flexibler, individuell anpassbarer Modelle.

Die Fahrwerkssimulation in Elements nutzt die einzigartige SmartFMU-Fähigkeit von Hexagon für eine verbesserte Integration mit der Adams-Software. (Bildnachweis: Hexagon Manufacturing Intelligence)

Die Modellierung von Systemen ist für die frühen Konstruktionsschritte unerlässlich, da nur wenige Informationen benötigt werden – oft genügt ein CAD-Modell, eine Gleichung oder eine Lookup-/Wertetabelle. Ein 3D-Polygonnetz ist nicht erforderlich. Elements beschleunigt die technische Entwicklung noch weiter. Denn die Software gewährleistet zudem, dass Modelle auf Systemebene schnell und effizient errechnet werden, indem sie Gleichungen und Code für eine schnelle Berechnung optimiert, und zwar ohne Kompromisse bei der Genauigkeit.

Im Verlauf des Designprozesses und der Detaillierung der Komponenten und Teilsysteme in einer speziellen Simulationssoftware lassen sich die Komponenten routinemäßig in ein größeres System einbinden, da sie dem FMI-Standard und der proprietären SmartFMU-Technologie von Hexagon vollständig entsprechen.

SmartFMU aktiviert die Functional Mock-up Unit (FMU) für Hexagon-Produkte, sodass Änderungen direkt im Systemebenen-Modell von Elements vorgenommen werden können, ohne spezialisierte Computer Aided Engineering (CAE)-Software oder erfahrene Anwender hinzuziehen zu müssen. So lassen sich Ressourcenengpässe, zeitaufwändige Wechsel zwischen Anwendungen sowie Versionierungsprobleme vermeiden.

Hexagon bereitet seine CAE-Technologien für den einfachen und effizienten Einsatz mit Elements vor. Beim Launch bietet die Software standardmäßig SmartFMU-Konnektivität mit Adams Multibody Dynamics Software und Easy5. Für die Zukunft sind unter anderem Workflows mit den Produkten Cradle CFD für thermische Strömungsdynamik und Actran für akustische Simulationen geplant.

Sowohl die standardmäßige FMI-Unterstützung als auch die neuartigen SmartFMU-Plug-and-Play-Funktionen tragen den Herausforderungen zunehmender Systemkomplexität Rechnung, auch bei der Elektrifizierung des Transportwesens. Beispiele hierfür sind:

  • Die Unterstützung von Fahrzeugtechnikern beim Entwickeln optimaler Lösungen für die Reichweitenoptimierung, indem der Energieverbrauch eines Fahrzeugs unter verschiedenen Fahrbedingungen berücksichtigt wird, auch im Hinblick auf eDrive-Design, regeneratives Bremsen, Klimatisierung, ADAS-Sicherheitsanforderungen und die Batterieauswahl.
  • Die Verbesserung der Flexibilität und Genauigkeit von Industrierobotern durch die Entwicklung von Steuersystemen, die detaillierte mechanische Systemschwingungen und Wechselwirkungen aus Mehrkörperdynamik-Simulationen berücksichtigen.
  • Die richtige Dimensionierung schwerer Batteriesysteme in neuen eVTOL-Flugzeugdesigns, dank eines verbesserten Verständnisses der Leistungsaufnahme bei Start und Landung, der Sicherheitsspannen und der Steuerung des Thermomanagementsystems.
  • Das Implementieren sichererer, nachhaltigerer Batteriesysteme mit langer Lebensdauer durch den Einsatz von Elements für die Entwicklung von Steuersystemen, die die höhere Leistung von Lithium-Ionen-Batterien bei hohen Temperaturen und deren Auswirkungen auf die Zelldegradation ausgleichen.

Elements wurde in enger Zusammenarbeit mit Maplesoft entwickelt und basiert auf der Mathematik-Engine des Unternehmens. Die Software optimiert Systemgleichungen und liefert den Hexagon-Kunden schnelle und effiziente Simulationen.

Elements kombiniert benutzerfreundliche Drag-and-Drop-Modellierung mit umfassender Multiphysik-Simulation – z. B. Mechanik, Hydraulik, Steuerung und viele andere. (Bildnachweis: Hexagon Manufacturing Intelligence)

Chris Harduwar, VP of Strategic Solutions bei Maplesoft, erklärte dazu: „Wir freuen uns auf diese langfristige Zusammenarbeit mit Hexagon, einem Unternehmen mit beeindruckender Vision und Innovationsbilanz. Durch die Kombination der bewährten Maplesoft-Technologie für die Modellierung auf Systemebene mit dem umfangreichen CAE-Portfolio von Hexagon profitieren Ingenieure in vielen Branchen von neuen produktivitätssteigernden Lösungen, die den Simulationsaufwand erheblich reduzieren.“

Mahesh Kailasam, General Manager für Design- und Engineering-Software bei Hexagon, kommentierte: „Elements bietet Ingenieuren eine einfache, schnelle Möglichkeit, das Verhalten von Systemen zu untersuchen und mithilfe von Simulationsverfahren bessere Problemlösungen zu finden, noch bevor Entwürfe für nachfolgende ressourcenintensive Engineering-Prozesse bereitgestellt werden.“

„Wir freuen uns auf eine langfristige Zusammenarbeit mit Maplesoft, in deren Rahmen wir die leistungsstarke, offene Technologiebasis von Maplesoft nutzen, um Synergien mit dem umfangreichen CAE-Ökosystem-Portfolio von Hexagon auszuschöpfen und unseren Kunden Funktionen mit noch größerem Mehrwert zu bieten.“

Kontakt:

www.hexagon.com