Siemens Industry: Vom CAD-Modell zum Simulationsbericht

Bei Siemens Industry wird durch die Integration der Simulation in die PDM/PLM-Umgebung eine Nachvollziehbarkeit zwischen CAD- und CAE-Struktur möglich. Änderungen auf den Geometrieständen lassen sich erfassen und der Berechnungsingenieur kann entscheiden, welche Anpassungen an den CAE-Modellen vorgenommen werden müssen. Über das gemeinsame Datenmanagement ergibt sich eine Kollaborationsplattform, die die nachhaltige Zusammenarbeit zwischen Konstruktion und Berechnung unterstützt.

Der Autor: Boris Lauber, PLM Software, Siemens Industry Software, Köln

Die Bearbeitung von Simulationsaufgaben im Entwicklungsprozess erfordert eine gute Synchronisation zwischen der Konstruktion und der Berechnung. Häufig treten Fragen auf wie: „Arbeite ich noch auf dem aktuellen Stand der Geometrie?“, „Gab es simulationsrelevante Änderungen an der CAD-Geometrie?“ oder „Gibt es zu diesem Geometriestand bereits Simulationsergebnisse?“.

Um auf diese Fragen schnell antworten zu können, ist eine nachvollziehbare Datenablage notwendig. Während in der Konstruktion die CAD-Daten bereits in PDM/PLM-Systemen abgelegt werden, ist ein datenbankgestütztes Arbeiten in Simulationsabteilungen noch kein Standard. Die zu berechnenden Konstruktionsstände werden häufig aus dem PDM/PLM-System exportiert und an die Berechnungsabteilung übergeben. Die Simulation und Datenablage findet dann außerhalb der PDM/PLM-Umgebung statt, wodurch die Synchronisation und Nachvollziehbarkeit oftmals verloren gehen. Es besteht somit die Gefahr, dass Entwicklungsentscheidungen auf Basis alter oder falscher Daten getroffen werden.

Verkompliziert wird die Situation dadurch, dass in Simulationsprozessen häufig eine Vielzahl an Werkzeugen eingebunden sind. Es kommen unterschiedliche Berechnungstools zur Simulation diverser physikalischer Phänomene zum Einsatz, spezielle Auswertetools und Skripte werden verwendet und gekoppelte Berechnungen durchgeführt. Eine Verbesserung lässt sich durch die Integration der Simulationsdaten und -prozesse in die PDM/PLM-Umgebung realisieren.

Zusammenführung der Daten im Teamcenter

Über NX und die Erweiterung zum Simulationsdaten- und Prozessmanagement (SDPM) im Teamcenter lassen sich bei Siemens Industry nun CAE-Daten und -Prozesse verwalten und mit den Konstruktions- und anderweitigen Daten verknüpfen. Basis für die Integration ist ein Datenmodell, das die Anforderungen aus der Simulation berücksichtigt. Teil dieses Konzepts sind unterschiedliche Objekte für die CAE-Geometrie, das CAE-Modell und die CAE-Analyse, die, um nachvollziehbar zu bleiben, mit simulationsspezifischen Relationen verknüpft sind. Das Datenmodell erlaubt es also dem Nutzer, durch die unterschiedlichen Objekte zu navigieren und die Zusammenhänge erfassen und auswerten zu können.

Für eine Simulation kann, analog zu einer CAD-Baugruppe, mit einer Berechnungsbaugruppe gearbeitet werden. Diese lässt sich im Teamcenter SDPM vollautomatisch aus der CAD-Baugruppe mittels Strukturmapping ableiten. Dabei werden CAE-relevante Attribute oder Namen der einzelnen CAD-Komponenten für die Filterung der berechnungsrelevanten Bauteile genutzt. In der Berechnungsbaugruppe werden die Einzelteile vernetzt und zum Modell zusammengestellt.

Dabei lassen sich Vorteile aus der Arbeit mit CAD-Baugruppen auch für die Simulation nutzen, etwa Wiederholteile und die Positionierung der Bauteile innerhalb der Baugruppe oder, wenn sie dafür freigegeben wurden, die Wiederverwendung von Bauteilnetzen aus dem PDM/PLM-System. Solche, bereits berechnete Komponenten, werden im Teamcenter über Attribute oder einen Freigabestatus markiert und beim Erzeugen des Berechnungsmodells automatisch einbezogen. So werden der Modellaufbau beschleunigt und eine hohe Qualität gewährleistet.

Modell komplettieren, kontrollieren und auswerten

Über einen automatischen Batchvernetzungsprozess werden nun die einzelnen Netze unter Berücksichtigung der definierten Kriterien erstellt. Alternativ können die Bauteilnetze auch im interaktiven Preprocessing erzeugt werden. In beiden Fällen wird der Prozess vom CAE- Manager aus gesteuert und die Ergebnisse werden automatisch in die Datenbank gespeichert. Die visuelle Kontrolle, auch auf Vollständigkeit, erfolgt über das 3D-Datenaustauschformat Jupiter Tesselation (JT) und den integrierten Viewer. Abschließend werden die Netze der Einzelteile im Preprozessor zum lauffähigen Modell zusammengestellt und Kontaktdefinitionen, Lasten, Randbedingungen und Verbindungselemente definiert. Die Simulation selbst kann dann direkt aus dem Datenmanagement gestartet werden.

Um Prozesse weiter automatisieren zu können, lassen sich entsprechende Werkzeuge flexibel im Teamcenter SDPM integrieren. Dafür ist keine Programmierung nötig, sie erfolgt durch Anpassungen an den Konfigurationsdateien. Wie für CAD-Geometrien und Fertigungsinformationen nutzt das Teamcenter für die Visualisierung der CAE-Modelle und -Ergebnisse wieder den JT-Standard, wodurch eine einheitliche Verwaltung sichergestellt werden kann. I

Euromold, Halle 8.0, Stand H36