Produktinnovation und Qualität durch Simulationim gesamten Produktlebenszyklus.

Simulation im Lebenszyklus

www.siemens.com/plmSiemens PLM Software

Ihre wirtschaftlichenVorteile

Schnellere Markteinführung mit innovativen neuen Produkten

Geringere Risiken durch sicherere Leistungsbeurteilung

Niedrigere Kosten durch:• weniger physikalische Prototypen• Reduzieren derÄnderungsprozesse• niedrigere Garantiekosten

Verbesserte Produktqualität

Warum Simulation imLebenszyklus?Der allgemeine Kostendruckin der Industrie und dieimmer höheren Qualitäts-ansprüche haben dazu geführt,über den gesamten Lebenszyklusder Produkte verstärktIT-Lösungen zur digitalenSimulation einzusetzen.

DieWahl der richtigenWerkzeuge ist entscheidend,um dieVorteile der digitalenSimulation auch tatsächlichnutzen zu können und umKosten einzusparen. Deshalbmüssen die Unternehmen diezu verwendendeTechnologie,ihre Skalierbarkeit, Integrationund das Management derSimulationsdaten in ihreAuswahlkriterien einbeziehen.

• Die richtigeTechnologie stelltsicher, dass die Simulationdie physikalische Umgebungrealistisch wiedergibt.

• Skalierbare Lösungenpassen sich demunterschiedlichenWissensstand derAnwender und wachsendenAnforderungen an.

• Die Integration andererSimulationswerkzeuge undder CAx-Software für dieProduktentwicklung wirkt sichsowohl auf die Effizienz alsauch auf die Effektivität derCAE (Computer AidedEngineering)-Lösung aus.

• Das Management vonProzessen und Daten ist fürdie Automatisierung und diekontinuierlicheVerbesserungkritischer Simulationsabläufeentscheidend.

Warum Siemens PLMSoftware?Mit seiner umfassendenBandbreite an Simulations-,Prüf- und Optimierungs-Toolsunterstützt NX™

Fertigungsunternehmen dabei,ihre Produkte vonAnfang anfunktionsgerecht zu entwickeln.Diese integriertenToolsüberprüfen Produkte undProzesse in jeder Phase derEntwicklung, um die Qualität,Leistung und Herstellbarkeitzu sichern.

Hohe Produktqualität trotzweniger Prototypen

Mithilfe von NX könnenUnternehmen dieLeistungsmerkmale bereitsbei der Entwicklung besserberücksichtigen und analysieren.Dadurch sind weniger oderkeine physikalischen Prototypenmehr erforderlich.

Zu den Simulationsanwendungenvon NX gehören einedynamische Bewegungssimulation,eine Festigkeitsberechnung, eineLeistungsbewertung aufSystemebene sowieAnalysender Resonanz, der Lebensdauerund der Strömung sowie eineMultiphysik-Berechnung.Damitkann die Funktionsleistungzuverlässig simuliert werden.

NX undTeamcenter® verwaltenCAE-Prozesse,Arbeitsabläufeund Daten, um den Mitarbeiternwertvolles Feedback zurProdukt-Performance zu geben,die es benötigen, um dieProdukte zu verbessern.

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Lifecycle Simulation

Die Vorteile sind in der Firmenbilanz sichtbar, durchgeringere Folgekosten und Risiken, weniger physikalischePrototypen undWerkzeugänderungen, geringere Material-und Garantiekosten, weniger Änderungen in der Konstruktionund weniger Nacharbeit.

Lifecycle Simulation ermöglicht die kontinuierliche Leistungssimulationschon in einer frühen Phase des Entwicklungsprozesses.Damit könnenmehr Konstruktionsvarianten untersucht und bessere Entscheidungengetroffen werden.

Simulation im Lebenszyklus bietet die erste übergreifende, integrierteSimulationslösung der PLM-Branche für das ganze Unternehmen.Durch dieTransparenz können die kleinsten und größten Kunden vonSiemens in einer „offenen“ Simulations-Umgebung zusammenarbeiten.Lebenszyklus-Simulation erfüllt dieAnforderung, Simulation im gesamtenProduktlebenszyklus bereitzustellen und zu verwalten und ermöglichtUnternehmen die schnellereAuswertung von Ideen und dieBeschleunigung des Innovationsprozesses.

Die vier Säulen der Lebenszyklus-Simulation:Die Lösungen von Siemens ermöglichen die Berechnung komplexesterProbleme und stellen durch schnelles Feedback rechtzeitig Ergebnissebereit, auf deren Basis konstruktions- und fertigungsbezogeneEntscheidungen getroffen werden können. Erfolg erfordert Leistung:NX Nastran als Basis der Multiphysik-Solver von Siemens definiert denLeistungsstandard in der Branche. Auch wenn nicht alle Unternehmendie komplexesten Probleme lösen müssen, so profitieren doch alleKunden von rechtzeitig bereitgestellten Ergebnissen für die Entwicklungihrer Produkte.

Visualisierung steigert die Produktivität.Dies ist ein wichtiger Punkt,wenn man bedenkt, dass die meisten Spezialisten einen Großteil ihrerZeit damit verbringen,mathematische Modelle zu entwickeln, anstattdie von ihnen erzeugten Ergebnisse unternehmensweit zu nutzen.Durch die Integration von NX in dieTeamcenter-Workflows wurdeneinzigartige Drag&Drop-Tools entwickelt,mit denen Siemensden Ingenieuren die Einbettung ihrerAnwendungen und ihresProzesswissens in die Konstruktion ermöglicht DieVerkürzung der Zeit,die für die Bearbeitung der Konstruktions- und Berechnungsgeometrieund die Erstellung von Modellen gebraucht wird, schafft signifikanteVorteile.Die „Reparatur“ der Konstruktionsgeometrie mithilfe derautomatischen Geometrieabstraktion ist eine der Möglichkeiten, dieSiemens bietet, um die Zeit für die Entwicklung von Modellen vonWochen auf Stunden zu verkürzen.

Durch das Daten-Management wirdWissen aufTeam- undAbteilungsebene erfasst und wiederverwendet.Da Produktezunehmend komplexer werden,müssen Ingenieure mit immer mehrund immer verschiedenartigeren Produktdaten umgehen, umhochkomplexe Systeme zu optimieren, die sich aus mechanischen undelektrischen Bauteilen sowie Softwarekomponenten zusammensetzen.Lebenszyklus-Simulation ist inTeamcenter integriert, die weltweit amhäufigsten eingesetzte Lösung für das Produktdaten-Management.Siemens wird einige neue und interessante Funktionen in diesemBereich einführen.

Letztendlich hat sich gezeigt, dass kein Unternehmen alleSimulationsanforderungen befriedigen kann. Partnerschaften – auchmitWettbewerbern – sind eine wichtigeVoraussetzung für den Erfolgunserer Kunden.Mit Lebenszyklus-Simulation wurde die offenePlattform von Siemens erweitert, um Kunden die kosteneffektiveNutzung undVerwaltung ihrer Investitionen in firmeneigeneTechnologieoderTechnologie von Drittanbietern zu ermöglichen.

Wenn es darum geht, dieVorteile der Simulation auf andere Gebieteauszuweiten,muss berücksichtigt werden, dass nicht alleAnwendervon Simulationsdaten dieVerwendung von speziellenTools erlernenoder die Kosten für spezielle Software tragen wollen.Deshalbverwendet Siemens JT einen frei verfügbaren, veröffentlichtenStandard, der Managern und Ingenieuren ermöglicht,miteinanderzu kommunizieren und ihrWissen in mehr Bereichen desProduktentwicklungsprozesses auszutauschen.

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Ein Schlüssel zum wirtschaftlichen Erfolg

Hersteller verlassen sich darauf, dass die ProduktentwicklungProdukte liefert, die einen Mehrwert für ihr Portfolio bedeuten.Durch effiziente Konstruktionen werden die Material- undLohnkosten für die Fertigung gesenkt. Konstruktionen, die früh imProzess analysiert und optimiert wurden, verursachen wenigerKosten für Garantieleistungen und Haftpflichtfälle. Durch dievermehrte effektive Nutzung der Simulation können ProjektleiterFolgekosten und Risiken senken.

Prozessoptimierung durch SimulationMit Lebenszyklus-Simulation können im gesamten EntwicklungsprozessVerbesserungen erzielt werden, da mehr Konzepte ausgewertet unddabei die direkten Kosten für teure physikalische Prototypen gesenktwerden können. Simulation ermöglicht schnellere und sichereEntscheidungen, die zu besseren Produkten führen. Bessere Produktebieten eine höhere Leistung und größere Gewinne, die sich unmittelbarauf die Firmenergebnisse auswirken. Lebenszyklus-Simulation ist in dieDaten-Management Systeme der Unternehmen integriert. So kann dasManagementWissen über die Produktleistung nutzen, um dieEntwicklungszyklusdauer zu verkürzen.

Durch die schnellere Markteinführung bauen Unternehmen ihreGewinne aus und gewinnen Marktanteile hinzu.Doch dieVorteileerstrecken sich nicht allein auf die Bilanz.Durch ein größeresVertrauenin die Funktionstüchtigkeit einer Konstruktion können Lieferanten in

Vertragsverhandlungen Ungewissheiten minimieren. Effiziente Prozess-Tools und skalierbare Umgebungen setzen Ressourcen frei, die für dieFokussierung auf neue Marktchanchen genutzt werden können.

Weniger Ausschuss, verbesserte QualitätAutomation undVerbesserungen in der Infrastruktur bietenspürbareVorteile für Konstrukteure, Berechnungsingenieureund Teams, die mit der Entwicklung der Infrastruktur für einevermehrte Nutzung der Simulation betraut sind. Funktionenzur Simulation, Prüfung und Optimierung sind im gesamtenNX-Produktportfolio vorhanden. NX unterstützt wichtigeunternehmerische Aktivitäten wie „Lean Design“ und „Designfor Six Sigma“, die Unternehmen bei der Vermeidung vonMaterialverschwendung durch fehlerhafte Teile, bei derVerbesserung der Leistung und Fertigungstauglichkeit sowie beider Verkürzung der langwierigen und kostenintensiven Fertigungund Nacharbeit von physikalischen Prototypen unterstützen.

Die Sicherheit, dass Simulationen auch bei mehrfachen Revisionen mit aktuellen Konstruktionsdaten durchgeführt werden,gewährleistet, dass die prognostizierten Leistungskriterien besser mit denen des ausgelieferten Produkts übereinstimmen.

NX verkürzt erheblich die Zeit für gängige Simulationsaufgaben durchfortschrittliche Technologien.

Konstruktionsbegleitende Simulation ermöglicht bessereEntscheidungen bereits in frühen Prozessphasen.

Schnellere Berechnungs-Technologien bieten schnellereReaktionszeiten.

Genaue Ergebnisse schaffen mehr Sicherheit in derKonstruktion.

Skalierbare Tools fördern die Zusammenarbeit zwischenKonstrukteuren, Berechnungsingenieuren, Fertigung undVertrieb.• Benutzerfreundliche, einfach verständliche Lösungen• Vollständiges Leistungsspektrum,das auch dem anspruchsvollstenBerechnungsingenieur hilft

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Von den Anforderungen bis zur Marktentnahme

Durch die vermehrte und effektive Nutzung der Simulation könnenProgramm-Manager zahlreiche Folgekosten und Risiken senken.Mit Lebenszyklus-Simulation können im gesamten Forschungs-und Entwicklungsprozess Verbesserungen erzielt werden, da mehrinnovative Konzepte ausgewertet und dabei die direkten Kostenim Zusammenhang mit teuren physikalischen Prototypen gesenktwerden können.

DerWert einer effizienten Konstruktion definiert sich auchüber geringere Material- und Lohnkosten. Simulation ermöglichtschnellere, fundierte Entscheidungen, die zu besseren Produktenführen. Bessere Produkte bieten eine bessere Leistung und höhereGewinne, die sich unmittelbar auf die Geschäftsergebnisseauswirken.

Effektive Simulation verschafft Unternehmen einenWettbewerbsvorteil, ermöglicht direkte Rückantwort imKonstruktionsprozess und gibt Projekt-Mitarbeitern bessereInformationen als Basis für sichere Entscheidungen. Siemensverfügt über die nötigen Qualifikationen, um die Simulations-Technologie bereitzustellen, die signifikanten Mehrwert imEntwicklungsprozess generiert. Die einzigartige Kombination derStärken von Teamcenter und NX stelltWerkzeuge, Daten undProzess-Unterstützung für alle Bereiche des Produktlebenszyklusbereit.

Vorteile der Simulation in der NX-Umgebung:NX deckt das gesamte Spektrum derAnforderungen für dieDefinition digitaler Prototypen ab,mit einer breiten Palette anBranchenanwendungen für unterschiedlich erfahreneAnwender.Zu den Lösungen zählen speziell für KonstruktionsingenieureabgestimmteTools und Multi-CAD-Berechnungsumgebungen fürdie anspruchsvollsten Spezialisten, die branchenübliche Solver wieNX Nastran verwenden.

„Echtzeitsimulation verlangt nicht nur reine Rechenleistung.Es geht auch um die Erfassung undWiederverwendung desWissens erfahrener Berechnungsingenieure.Das Ergebnis isteine wissensorientierte Umgebung, in der besserekonstruktionsbezogene Entscheidungen zu einem früherenZeitpunkt getroffen werden können.“

KenVersprilleCollaborative Product Development Associates, LLC

ERW I E S ENE VORTE I L E

Entwicklung neuer Produkte – Nutzung vonkonstruktionsintegrierten Anwendungen, die bessereEntscheidungen bereits in frühen Prozessphasen ermöglichen

Synchronisation derWertschöpfungskette – Austauschinnovativer Ideen und Synchronisation von Anforderungen mitder weltweit verteilten Lieferkette

Unternehmensweites Daten-Management – Profitierenvon der Gewissheit, dass „erweiterte“ Unternehmen über denLebenszyklus des gesamten Portfolios hinweg konsistentbestehen bleiben

Standardisierung undWiederverwendung –VerwendungeinheitlicherWerkzeuge, die einfach einzusetzen sind, aberauch die anspruchvollsten Berechnungen ermöglichen, um dieEffizienz der Konstruktion und Entwicklung zu steigern

Wissens-Management – Stärkere Einbringung vonInformationen in die Prozessentwicklung, um bessereErgebnisse zu erzielen und neue Erkenntnisse für diezukünftige Entwicklungsarbeit festzuhalten

Regelkonformität – Management der Anforderungen undgesetzlichen Bestimmungen, um diese zu erfüllen und Risikenzu verringern

Effizienz der Produktion – Nutzung einer einheitlichenjederzeit verfügbaren Simulationsumgebung, die mit Produkt-und Prozessentwicklung sowie den Produktinformationenintegriert ist

Systemanalyse und Mechatronik – Nutzung vonAnsichten auf komplette Systeme undValidierungelektromechanischer Prozesse zur Gewährleistung einesmöglichst effizienten Produktionsbetriebs

Echtzeit – um die Konstruktion rechtzeitig beeinflussen zu können

Die Möglichkeit, komplexeste Probleme zu lösen und Ergebnisserechtzeitig bereitzustellen, um Einfluss auf konstruktionsbezogeneEntscheidungen üben zu können, ist von entscheidender Bedeutung.Simulation in Echtzeit verlangt zwar hohe Rechenleistung, aber auchdie richtige Software-Technologie. NX Nastran ermöglicht es, auchdie umfangreichsten und anspruchsvollsten Probleme zu lösen. Diesist das Ergebnis der Bemühungen von Siemens, die schnellsten undzuverlässigsten Solver der Industrie bereitzustellen.NX Nastran istnicht nur die Basis für dynamische Berechnungen eines integriertenMultiphysik-Portfolios, sondern auch das Schlüsselelement derLebenszyklus-Simulation von Siemens.

NX Nastran wird in vielen Branchen eingesetzt und bietet eineumfassende Simulation der Produkt-Performance für eine breitePalette von konstruktivenAspekten wie Belastung,Verformung,Knickung, Bruch, Schwingung, Stöße,Wärmeübertragung,AkustikundAero-Elastizität. Es wird durch vielfältige zusätzlicheBerechnungstechnologien für die Simulation von Mehrkörper-systemen, erweiterteThermo- und Strahlungsanalysen, kombinierteFluid-/Thermoberechnung für elektromechanische Systeme,dynamische Reaktionsberechnung und fortschrittlicheDauerbelastungsprüfungen ergänzt.

NX Nastran SDK, ein Software Development Kit, bietet AnwendernZugriff auf Entwicklungs-Tools und -programme,mit denen dieStärken von NX Nastran noch besser eingesetzt werden können unddie durch den Einsatz von kunden- und branchenspezifischenToolseinen Mehrwert schaffen.

Nastran ist in den großen Fertigungsbranchen seit 30 Jahren als die optimaleBerechnungslösung anerkannt. Siemens konnte infolge einer Entscheidung derFTC (FederalTrade Commission , USA) zur Erhaltung desWettbewerbs im Jahr 2003den Quellcode die Entwicklungsumgebung und die Rechte auf dieWeiterentwicklungsowie derenVermarktung von MSC.Nastran erwerben.

Karosserie – weit über 2,3 Millionen Freiheitsgrade,weit über 380.000 Knotenpunkte,weit über 900 Formen der Übertragungsfunktionen (mode shapes)IBM P650-Workstation-Cluster 64 POWER4- (1,5 GHz) Prozessoren

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Die Lösung der größten rechnerischen Herausforderungen istentscheidend dafür, dass BerechnungsingenieureKonstruktionsentscheidungen verstärkt positiv beeinflussen könnenund ist deshalb ein wesentlicher Schwerpunkt in der Forschung undEntwicklung von Siemens.

Visualisierung – für mehr Produktivität

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NX bietet führende und umfassende Funktionen für die Definitionvon Finite-Elemente-Modellen und das bessereVerständnis derErgebnisse von Finite-Elemente-Berechnungen. So bestehtbeispielsweise die Möglichkeit, 3D-Geometrien und -Flächen fürdie Abstraktion der Geometrie und die Erstellung von Finite-Elemente-Modellen zu bearbeiten. Diese leistungsstarkeAnwendung ist mit unterschiedlichsten CAD-Systemen wiePro/Engineer, Catia, SolidWorks, Solid Edge® und AutoCADsowie den gängigen Formaten für den Datenaustausch wie IGES,STEP,VDA, JAMA-IS, STL oder JT kompatibel. NX bietet zudemdirekte Solver-Schnittstellen für MSC.Nastran,Abaqus,Ansys,Pam-Crash, Radioss und LS-DYNA sowie eine enge Integrationmit NX Nastran.

NX verfügt über zahlreiche leistungsstarke Tools für dieAutomatisierung und Effizienzsteigerung des Finite-Elemente-Berechnungsprozesses. Gittermodelle, Oberflächen undVolumenkörper können für die Generierung eines FE-Modellsgleichzeitig verwendet werden. Es stehen Funktionen zur freienVernetzung, organisiertenVernetzung, manuellenVernetzungund automatischenVernetzung tetraedischer Elemente für3D-Volumenkörper sowie einzigartige Abstraktions- undBereichsvernetzungsfunktionen zurVerfügung.Automatische Toolsfür die Überprüfung der Qualität der Elemente, die Netzglättungund die Anwendung von Lasten und Randbedingungen sindebenfalls enthalten. Die Benutzeroberfläche kann speziell aufden gewünschten Solver abgestimmt werden, so dass derAnwender die Eigenschaften des Finite-Elemente-Modells besserverstehen und in der CAE-Solver-Sprache arbeiten kann, mitder er am besten vertraut ist. Umfassende Definitionen vonMaterialeigenschaften und physikalischen Eigenschaften machenNX zum Kern einer vollständigen, digitalen Multi-CAD- undMultiphysik-Simulationsumgebung.

Bei derVisualisierung geht es um Produktivität. Lebenszyklus-Simulationkonzentriert sich auf Lösungen undTechnologien, die für alleAnwendergruppen einfach anzuwenden und geeignet sind.DurchrobusteAutomatisierungsfunktionen beispielsweise könnenBerechnungsingenieure mehr Zeit dafür verwenden, kritische Fragenzu definieren.

NX unterstützt die Multi-CAD-CAE-Modellierung undVisualisierungmit automatischen Modellgenerierungs- undVernetzungstechnologiensowie der Möglichkeit, Best Practices für CAE unternehmensweit zudefinieren,weiterzugeben und wiederzuverwenden.

Multi-CAD-Profil von NX Simulations-Anwendern

Wissen im Bereich der Visualisierung

„Wir verfolgen das Ziel, moderne Berechnungsfunktioneneinzusetzen, um die Abhängigkeit von physischen Prototypenzu verringern. Das geht nur, wenn dieseBerechnungsfunktionen in der gesamten Produktentwicklungeingesetzt werden.Wir untersuchen zurzeit NX SimulationProcess Studio auf seine Möglichkeiten, Spezialwissen und BestPractices zu ermitteln und diese den Konstruktionsingenieurenauf benutzerfreundliche und praktische Art undWeisebereitzustellen.“

Fred HommaGeneral ManagerCAE and Systems Promotion DepartmentIsuzu

PRAX I S BEWÄHRT

Die Lösungen von Siemens für die digitale Produktentwicklungermöglichen Unternehmen im gesamten Produktentwicklungs-prozess, das unternehmensinterneWissen zu erfassen und überden ganzen Entwicklungsprozess wiederholt anzuwenden.

Siemens bietet die umfassendste Auswahl an wissensorientiertenBerechnungs-, Konstruktions-, Fertigungs- und Simulations-Tools für:

• die Vereinheitlichung und Automatisierung der besten Methodenund Prozesse im Bereich der Berechnung, Konstruktion,Simulation und Fertigung.

• die automatisierte Validierung zur Verbesserung der Qualitätund Effizienz.

• die Vermeidung von Abweichungen und Hauptfehlerursachen.

• ein Höchstmaß an Effizienz in der Produktentwicklung – mitsignifikantenVorteilen gegenüber anderen Ansätzen.

Wissensorientierte SimulationMit den wissensorientierten Funktionen von NX könnenUnternehmenVorlagen (Templates) erstellen, die sofort geladenund als gespeicherte Prozesse automatisch ausgeführt werdenkönnen. So kann ein Radhersteller beispielsweise die BestPractices für die Konstruktion und Berechnung unterschiedlicherStandardradtypen festhalten und diesen Prozess in einerVorlagendatei definieren.Anwender müssen die Vorlage lediglich indie Geometrie ziehen und denVorgang starten. Simulationsexpertenkönnen Prozessassistenten entwickeln, mit denen neue Mitarbeiteroder Konstruktionsingenieure die Prozesse richtig ausführenkönnen. Mit diesen Automatisierungstechniken können bevorzugteSimulationsprozesse für einzelne Arbeitsabläufe oder Produkt-prüfungen etabliert werden, mit denen eine höhere Produktivitätder Mitarbeiter, eine bessere Produktqualität und einheitlicheErgebnisse erzielt werden. Dadurch werden grundlegendeLeistungssimulationen bereits früh in den Konstruktionsprozessaufgenommen und unternehmensweite Initiativen auf vorhandenesinternesWissen und bewährte, wiederholbare Simulationsmethodengestützt.

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Wissens-Management

PRAX I S BEWÄHRT

„Wir konnten unsere Zykluszeiten zumTeil verkürzen,weil wir zerstückelteProzesse zusammengefügt haben, zumTeil jedoch auch,weil wir unsere Prozessemit neuen IT-Tools verändert haben.Wir sind nicht durch ein sechs- oderneunmonatiges ROI-Ziel eingeschränkt.Wir betrachten das Problem von einemholistischen Standpunkt:Wie entwickle ich einen PKW in der Hälfte der Zeit?Wirwissen, dass Unternehmen, die das nicht schaffen, große Schwierigkeiten habenwerden.Die Unternehmen der Fertigungsindustrie müssen sich heute sehr schnellweiterentwickeln, um wettbewerbsfähig zu bleiben.“

John SullivanChief Engineer for Body Product DevelopmentFord Europe

Auszug aus „Digital Simulation to MeetToday’s Product Development Challenges“(Bewältigung der heutigen Produktentwicklungsaufgaben mit digitaler Simulation)Daratech, Inc.Whitepaper

Transformation des ProzessesDas Management der Daten und die Prozesse der digitalenSimulation sind sehr komplex.Beginnend bei denAnforderungen, dieLeistungskriterien,Marktanforderungen und gesetzlicheVorschriftenenthalten, benötigen Ingenieure eine Umgebung, die sie dabei unterstützt,vorhandene Komponenten wiederzuverwenden. Sie benötigen eineUmgebung, die ihre anfänglichen Konzeptmodelle mit späterenDetailkonstruktionen undTestdaten verknüpft, die die Erfassung vonWissen und dessenWiederverwendung unterstützt und den Nutzen derSimulation auch auf andere Bereiche im Unternehmen ausweitet. Siemensschafft Mehrwert für die Fertigungsindustrie durch Lösungen, die dastiefgreifendeVerständnis und die Marktstärke im Daten-Management mitähnlichen Stärken in der technischen Simulation und langfristigenStrategien verbinden.

KundenerfahrungenDas CAE-Element war vor allem für das Karrosserien-Konstruktionsteam von Bedeutung. Es hat nun von einem seriellenCAE-Prozess nach der Konstruktion, der auf mehrerenAbteilungenund manuellem Datenaustausch zwischen unterschiedlichen CAD- undCAE-Tools beruhte, auf einen parallelen, integrierten Karrosserien-Konstruktions- und Berechnungsprozess umgestellt. Dervereinheitlichte Prozess wird durch eine gemeinsameAnwendungsplattform und ein CAE-Mastermodell ermöglicht,die im Kontext einer verwalteten Entwicklungsumgebung arbeiten.

Ein großerAutomobilhersteller kam angesichts des steigendenweltweitenWettbewerbs zu dem Schluss, dass die einzige Möglichkeit,die Entwicklung zu beschleunigen, darin liegt, die Konstruktions-,Berechnungs- und Fertigungsprozesse von Grund auf zu ändern. UmdieseAufgabe zu meistern, ermittelte dasTeam bestimmte Bereiche mitPotenzial zurVerbesserung. Ein Bereich war die verstärkte Simulation inallen Phasen des Produktentwicklungsprozesses.

Abbildungen mit freundlicher Genehmigungder Ford Motor Co.

> Echtzeit,Visualisierung,Management,Offenheit

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Eine kontrollierte Entwicklungsumgebung für die digitale Simulation

„Eine gemeinsameTechnologieplattform ist unerlässlich,um die Simulation und Berechnung zu einem Standard inder Produktentwicklung zu machen. Siemens erweitertseine offene PLM-Architektur auch auf die Simulation.Dadurch können die Partner und Kunden voll von demWissen und den Best-Practice-Funktionen profitieren, dieSiemens für seine Anwendungen nutzt.Wir betrachten dasals Vorteil sowohl für Siemens als auch für die Partnerund Kunden in der erweitertenWertschöpfungskette.“

Don BrownChairmanCollaborative Product Development Associates, LLC

PRAX I S BEWÄHRT

Siemens ist einzigartig. Die leistungsstarken Simulations- und CAE-Technologien von NX sind in das gesamte NX-Produktentwicklungs- und Teamcenter-Daten-Management-Portfolio integriert. Die Funktionen für das Daten-Managementsind vorkonfiguriert. Unternehmen können eine vollständigeUmgebung für die Verwaltung von CAE-Daten, Prozessen undArbeitsabläufen im Rahmen einer breiterenProduktentwicklungsumgebung implementieren. Durch dieWiederverwendung bestehender Konstruktionen undvorhandenen Berechnungswissens werden Fehler vermieden. DieDaten werden synchronisiert und sind durchDatenbankauswertungs-,Visualisierungs- und Reporting-Funktionenschnell und einfach zu nutzen.

FortschrittlicheWissenserfassungEine Hauptstärke der NX-Umgebung ist die Möglichkeit,Expertenwissen schrittweise zu erfassen und Simulationsprozesse zuautomatisieren.Unternehmen könnenWissen mit NX SimulationProcess Studio erfassen, um bewährte Methoden undBerechnungsverfahren für weniger erfahreneAnwender zustandardisieren.Unternehmen können die Implementierung von untennach oben vornehmen, um dieAkzeptanz zu steigern, Risiken zuminimieren und die Effektivität der entstehenden Simulationsumgebungzu optimieren.

Prozesse, die in NX Simulation Process Studio implementiert sind,werden automatisch dokumentiert, können einfach geändert undinnerhalb der unternehmensweiten Daten-Management-Umgebunggesteuert werden. Entwicklungsteams können Prozess-Standardseffektiver vermitteln und implementieren,was die Einführung von BestPractices ermöglicht, die integrale Bestandteile von „Design for SixSigma“ und „Lean Design“ sind.

Prozess-IntegrationIntegration ist ein Schlüssel zur Effizienz und Effektivität einerEntwicklungs- und Konstruktionsumgebung. NX-Anwendungenwurden erfolgreich in Multi-CAD-Produktentwicklungs-umgebungen integriert. NX Simulation Process Studiodemonstriert denWert fortschrittlicher Tools, die auf einergemeinsamen Produktplattform aufbauen und wissensorientierteBerechnung, Systems Engineering,Änderungs-Management,Konfigurationskontrolle, Produktanforderungs-Tools und weitereManagement-Funktionen für den Produktlebenszyklus umfassen.Diese Prozessintegration ist von spezialisierten CAE-Software-Anbietern kaum zu realisieren.

PRAX I S BEWÄHRT

Styling Design Machining Simulation - - -

NVH Crash Durability - - -

Manageddigitalmodel

„Die Umsetzung eines Konzepts in ein erfolgreiches Produkt istkeine einfache Aufgabe.Man muss die Innovationsaktivitätenvieler Mitarbeiter koordinieren, um ein gemeinsames Ziel zuerreichen.“

NPDI Executive Perspective 2005(NPDI = Entwicklung und Einführung neuer Produkte)

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Durchführung detaillierter Konstruktionsanalysen•Aktualisierung der CAE-Modelle aus CAD• EndgültigeValidierung der Simulationsmodelleund Randbedingungen

Beginn der erstenAnalysen• Definition des Systemmodells• Wiederverwendung vorhandenerDaten und Erstellung neuer Modelle• Definition der Lasten undRandbedingungen für Subsysteme

Definition der erforderlichenAnalysen• Unterschiedliche Disziplinen• Erforderliche Genauigkeit• Gut/Ausschuss-Kriterien

Beginn der Konzeptauswertung• Komponentenebene• Konstruktionsoptimierung

Simulation im gesamten Produktlebenszyklus

Freigabe Prototyp• Verständnis der Abweichungen in dertatsächlichen Fertigung

Durchführung physikalischerTests nur bei Bedarf• Validierung der mathematischenModelle mithilfe derTestdaten• Vergleich mit den ursprünglichenAnforderungen• Vergleich mit den Ergebnissender digitalen Simulation

Erfassung desWissens• Archivierung geeigneter Daten• Speicherung der CAE-ModellezurWiederverwendung• Erfassung der wichtigstenBerechnungsprozesse• Speicherung der Daten zurErfüllung geltenderBestimmungen

PRAX I S BEWÄHRT

„Es macht Sinn,die Komponenten der Geometrie zu vernetzen,bevor alle Konstruktionsdetails festgelegt wurden.Dadurch kann sofrüh wie möglich mit der Berechnung begonnen werden.Als wir jedoch damit begannen,die Komponenten zu vernetzen,bevor allesfestgelegt war,mussten wir uns damit befassen,wie wir die entstehenden Daten verwalten.Wenn erheblicheVeränderungen an derKonstruktion vorgenommen werden,können wir das Netz sofort aktualisieren... doch nur,wenn wir von denVeränderungen wissen.“

Ulrich FoxSupervisor, Body Methods Development GroupFord Europe

Auszug aus „Digital Simulation to MeetToday’s Product Development Challenges“(Bewältigung der heutigen Produktentwicklungsaufgaben mit digitaler Simulation)Daratech, Inc.White PaperDezember 2003

Simulationen undTests sollten nicht mehr alsValidierungs-Aktivitäten amEnde der Prozesskette gesehen werden.Der wahreWert von LifecycleSimulation entfaltet sich nicht nur in den Programmaktivitäten, sondernauch in der kontinuierlichenWiederverwendung von CAE-Daten inFolgeprozessen und in derAnwendung des CAE-Wissens auf künftige

Entwicklungsprogramme. Für eine Simulation im gesamtenProduktentwicklungsprozess müssen die richtigenTools in eine digitaleUmgebung integriert werden, die relevante technische Daten undentsprechendes Produktwissen im gesamten Unternehmen und in derZulieferkette fortlaufend erfassen, aktualisieren und weitergeben.

Aufbau einer CAE-Wissensdatenbank• Erfassung und Dokumentationvon „Best Practices“

Abbildungen mit freundlicherGenehmigung der Daimler AG

Zugriff auf vorhandenesWissen• Basierend auf denProduktanforderungen• Suche nach vorhandenenKomponenten/CAE-Daten• Ermittlung von Komponentenfür die Modellierung• Erstellung von CAE-Arbeitsabläufen

Ermittlung undVerfolgung vonCAE-Anforderungen• in Bezug auf Produktleistungsziele• in Bezug auf Bestimmungenund Standards

Bereitstellung,ManagementundVerbesserung• UnternehmensspezifischeSimulationsanwendungenErfassung und Management

vonAnforderungen• Höhere Produktanforderungen• Definierte CAE-Ziele

Konstruktionsanalyse: eine der größten Stärken von Siemens

Wir verstehen, welchen Herausforderungen SiegegenüberstehenDie richtigenTools in den Händen der richtigen Mitarbeiter zum richtigenZeitpunkt ermöglichen Entwicklungsteams die schnelle und effektiveErledigung ihrerArbeit. Berechnungsingenieure beschäftigen sich mithilfeleistungsstarkerAbstraktions- undAktualisierungstechnik mitkomplexesten Geometrien.Die Implementierung undAutomatisierungvon „Best Practices“ mit NX bietet Spezialisten die Möglichkeit,Wissenund „Best Practices“ zu erfassen. So können Simulationsfunktionen sichervon einem breiterenAnwenderspektrum genutzt werden.Durch diekontinuierliche Nutzung vonValidierungs-Tools in jedem einzelnenProzessschritt können Unternehmen die Qualität und Effizienz ihresKonstruktionsprozesses verbessern.

NX ist integraler Bestandteil der einheitlichen Umgebung für dieProduktentwicklung.Keine andere Suite von Produktentwicklungs-lösungen bietet ein derartig breites und leistungsstarkes Spektrum anProdukt- und Prozessabdeckung, das vollkommen integriert ist.NXumfasst eine breiteVielfalt an technologisch führenden Funktionen fürdie Produktdefinition, Simulation und Fertigungsplanung, alles in eineeinzige Produktentwicklungsumgebung integriert.

Das Management von Daten und Prozessen in der NX-Entwicklungsumgebung steigert die Effizienz und Effektivität des gesamtenTeams.Durch sie kann nach vorhandenen Berechnungsmodellen undErgebnissen für derenWiederverwendung gesucht werden.Konstruktionsänderungen werden automatisch weitergegeben, umProbleme, Fehler und unnötigeArbeiten zu vermeiden.Mit NX könnenUnternehmen schon früher in der Konstruktionsphase mit derBerechnung beginnen, deren Ergebnisse dann sofort in die Konstruktioneinfließen können.

Ein offenes System:NX beruht auf offenen Standards undProtokollen und kann einfach in andereAnwendungen für dieProduktentwicklung und andere IT-Systeme integriert werden.Diese offene Systemphilosophie führt zudem zu einer besserenKommunikation und Zusammenarbeit in Ihrer Zulieferkette.

Skalierbar: NX ist so konzipiert, dass es sowohl von einzelnenAnwendern,Abteilungen oder global vernetzten Entwicklungsteamseffizient eingesetzt werden kann, als allgemeines Konstruktions- undSimulationswerkzeug genauso wie als hoch automatisiertes, flexiblesund umfassendes System für die Analyse und Simulation komplexesterAufgaben. Damit erfüllt es die Anforderungen sowohl großer als auchkleiner und mittelständischer Fertigungsunternehmen.

>Anpassungsfähigkeit,Flexibilität,

Skalierbarkeit10

Lineare und nichtlineareStrukturanalyse• Statische und dynamische Belastungen• Normalschwingungen• Knicken (Beulen)• „Stress Stiffening“ und „Spin Softening“• Modale Berechnung mitDifferenzialsteifigkeit• Dynamische Reaktionsberechnung• Nichtlineare Materialmodelle• GroßeVerformung, große Dehnung• Materialverhärtung und Kriechen• Knotenkontakt einschließlich Reibung• 3D-Flächenkontakt• Berechnung fürSchichtverbundwerkstoffe

Dauerhaftigkeits-/Ermüdungsanalyse• Festigkeit und Ermüdungssicherheit fürzyklische Belastungen (unendlicheLebensdauer)• Erweiterte Bestimmung der Lebensdauerund desVersagens durch Ermüdung(begrenzte Lebensdauer)• Ein- und biaxiale Belastungszyklen• Verwendung linearer und nichtlinearerSpannungs-/Dehnungs-Ergebnisse ausFE-Modellen• Verwendung von Erwartungswertenfür Belastungsdauern aus physischenTestmessungen

Thermische Berechnung• Stationäres und nichtstationäresVerhalten• Übertragung, Konvektion und Strahlung• Erweiterte Strahlung undUmgebungsaufwärmung• Gekoppelte nichtlineare Berechnungmit 3D-Luftströmung, -Übertragung,-Konvektion und -Strahlung

Test-/Berechnungskorrelation• Überprüfung der mathematischenModelle anhand vonTestergebnissenvon physischen Prototypen• Aktualisierung des FE-Modells –modale und FRF-gestützte Methoden

CAE-Daten und Prozess-Management• Zugriff auf höhereAnforderungenan die Produktleistung• Definition undWeitergabe von CAE-Zielen basierend auf Konstruktionszielen– auf System- und Komponentenebene• Erfassung der wichtigstenBerechnungsprozesse in allen Disziplinen• Erstellung von CAE-Arbeitsabläufenfür jedes Projekt und jede Disziplin• Archivierung undWeitergabe vonwichtigem CAE-Wissen und Berichtenim virtuellen Unternehmen• Speicherung der endgültigenCAE-Modelle im Kontext derProduktstückliste und derzugehörigen CAD-Modelle für dieWiederverwendung im aktuellenProduktlebenszyklus sowie fürProdukte der nächsten Generation• Dokumentation der erforderlichenBerechnungsergebnisse für die EinhaltunggesetzlicherVorschriften undHaftungsanforderungen

FE-Modellierung/-Vernetzung• LeistungsstarkeTools für dieModellierung der Geometrie und dieautomatischeAbstraktion• Gitter-,Oberflächen- undVolumenkörpergeometrie im selbenModell möglich• EinzigartigeTools zurVereinfachungderTopologie• FreieVernetzung, organisierteVernetzung,Netzglättung und manuelleNetzgenerierung• Vollständige FE-Elementbibliothek undumfassendeTools für die Definition derphysikalischen Eigenschaften• AutomatischeVernetzung vierseitigerElemente für komplexe Oberflächen• Robuste, automatischeVernetzungvierflächiger Elemente für komplexe3D-Volumenkörper• Automatische Qualitätsprüfungs-Tools• CAD-assoziativeAktualisierung derCAE-Modelle• Robuste Balkenmodellierung• Punktschweißverbindungen• Verbindung inkompatibler Netze überNahtschweißverbindungen• FE-Modellierung auf Baugruppenebene• Baugruppenbedingungen für virtuelleTeile• FE-gestützte und geometriegestützteLasten und Randbedingungen• Zyklische Symmetrie• Modellierung vonSchichtverbundwerkstoffen mitunterschiedlichen Materialdefinitionenfür die einzelnen Schichten• Anpassbare Benutzeroberflächefür unterschiedliche FE-Solver-Umgebungen/-Sprachen

Offene Schnittstellen• Bidirektionale Konvertierungsprogrammefür NX Nastran,MSC.Nastran,Ansys,Abaqus, LS-DYNA,Radioss, Pam-Crash,I-deas® ProTest, PCB/ECAD• CAD-Geometrie – Catia, Pro/Engineer,SolidWorks, Solid Edge, Parasolid®,ACIS• Datenaustausch – IGES, STEP,VDA, STL,JT,MatLab, Excel,ADAMS MNF• Mehr als 30 CAE-Lösungspartner bietendirekte Schnittstellen mit NX überPLM Components

Materialien• Integrierte Materialbibliothekenfür gängige Metalle undHandbuchspezifikationen nachUS-amerikanischenVorschriften• Elastoplastische Materialmodelle• Dichtungsmaterialmodelle• HyperelastischeMaterialmodellerweiterungen –Ogden,Arruda-Boyce, Schaumstoff• Flüssige Materialmodelle (konsistent)

Bewegung• Kinematik• Mehrkörperdynamik• Steife und flexible Körper

Konstruktionsoptimierung/Variantenanalyse• Geometriegestützte Optimierung• FE-gestützte Optimierung• Entwicklung von Experimenten

Lifecycle Simulation

> www.siemens.com/nx11

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Siemens Lifecycle Simulation

Siemens ist der Anbieter für sämtliche Desktop-Konstruktions-Simulationslösungen sowie unternehmensweite, anspruchsvolleMulti-CAD-Simulationslösungen.

Das bietet NXBest-Practice-CAE-Assistenten für grundlegende statischeFestigkeits- und Schwingungsberechnungen erweitern die Funktionder Leistungssimulation auf neue und gelegentlicheAnwender wieKonstrukteure

NX Design Simulation – Eine konstruktionsintegrierteSimulationsumgebung, in der Konstruktionsingenieure grundlegendeLeistungsberechnungen und Optimierungsschritte für ihreKonstruktionskonzepte auf einer „Was-wäre-wenn“-Basisdurchführen können

NXMotion Simulation – Eine konstruktionsintegrierteUmgebung für kinematische und dynamische Simulationen aufBaugruppenebene und mit mehreren Körpern für vollständigeSysteme und Untersysteme

NXAdvanced FEM – Eine integrierte Multi-CAD-,Multi-CAE-Lösungsumgebung. Es unterstützt die gesamte Palette anAnforderungen an die Simulationsmodellerstellung und dieDarstellung von CAE-Ergebnissen (FE-Pre- und Post-Processing) undist für dieVerwendung mit unterschiedlichen FE-Solvern konzipiert.

NXAdvanced Simulation – Eine integrierte Multi-CAD-,Multi-CAE-Lösung, die die leistungsstarken Funktionen fürSimulationsmodellgenerierung und Ergebnisdarstellung von NXAdvanced FEM in den vollständig integrierten Desktop-SolverNX Nastran Basic integriert

Zu denAdd-On-Anwendungen für NXAdvanced FEM/NXAdvancedSimulation zählen:•NX Response Simulation für strukturelle Dynamikanalysen

•NX Flow und NXAdvanced Flow für Simulationsfunktionenfür numerische Strömungsmechanik

• Simulationsfunktionen in NXThermal und NXAdvancedThermal

• Berechnungsfunktionen in NX Laminate Composites

• Angepasste FE-Lösungsumgebungen für NXNastran/MSC.Nastran,Abaqus,Ansys, LS-DYNA,NX Flowund NXThermal

•NX Electronic Systems Cooling mit Funktionen fürHigh-Tech-Konsumgüter

•NX Space SystemsThermal mit Berechnungsfunktionenfür die Luft- und Raumfahrtindustrie sowie dieWehrtechnik

NXNastran –Als globaler Standard für dieAnalyse derstrukturellen Eignung und Leistung komplexer mechanischerSysteme in der Kraftfahrzeug-, Luft- und Raumfahrt- undMaschinenbauindustrie ist NX Nastran integriert in denArbeitsplätzen der NX-, I-deas- und Femap-Anwenderumgebungenverfügbar. Für die Standalone-Enterprise-Version, die auf dediziertenCAE-Serverprozessoren oder Hochleistungsrechen-Clustern mitbeliebigen kompatiblen FE-Pre- und -Post-Processing-Tools eingesetztwird, sind Lizenzen verfügbar.

NX Simulation Process Builder – Ein grafisches, interaktivesTool für die Erfassung und denAustausch von Best Practices inCAE mittels Simulationsprozessassistenten, die im gesamtenProduktentwicklungsprozess eingesetzt werden.

Die breitgefächerte Produkt-Anwendungssuite von NXnutzt die Schlüsselattribute, mit denen Unternehmendie Geschäftsziele Ausschussverringerung,Qualitätsverbesserung, kürzere Zyklusdauer undhöhere Produktinnovation umsetzen können.DieseeinzigartigenAttribute sind eine direkte Unterstützungvon Geschäftsprozessen, die auf eine Umstellung derProduktentwicklung abzielen:

Management der EntwicklungsumgebungZu den NX-Lösungen zählt eine vollständig integrierteund synchronisierteVerwaltung aller ProduktdatenundVerfahrenskenntnisse zur Umwandlung derProduktentwicklung mithilfe einer strukturiertenUmgebung für die Zusammenarbeit.

Einheitliche Lösung für die ProduktentwicklungDurch die nahtlose Integration von NX-AnwendungenwerdenÄnderungen an den Produkt- undVerfahrensinformationen schnell weitergegeben undInsellösungen vom Konzept bis zur Fertigung durchein einheitliches Entwicklungssystem ersetzt.

WissensbasierteAutomatisierungMit NX können Unternehmen ihre Produkt- undVerfahrenskenntnisse in allen Bereichen derProduktentwicklung anwenden, um Prozesse zuautomatisieren und möglichst häufig wiederverwendenzu können.

Simulation,Validierung und OptimierungMithilfe der umfassenden Simulations- und Prüf-Toolsin NX werden entscheidende Produktparameterund Fertigungstauglichkeit in allen Schritten desEntwicklungsprozesses geprüft und so ein in sichgeschlossener, fortlaufender und wiederholbarerÜberprüfungsmechanismus geschaffen.

Konstruktion auf SystemebeneStrukturierte konzeptionelle NX-Modellestandardisieren die Entwurfsverfahren, ermöglicheneine schnelle Reaktion auf Abweichungen und wandelndie Entwicklung von einem komponentenbasiertenEntwurf in einen systemtechnischenAnsatz um.

Abbildungen mit freundlicher Genehmigung von ZF Group, Ford Motor Co.,Scaled Composites, LLC, Quartus Engineering Inc. und Damen Shipyards, NL

Der NX-Vorteil

Siemens PLM Software, ein Geschäftsgebiet von SiemensIndustry Automation, ist ein weltweit führenderAnbietervon Software und Services für das Product LifecycleManagement (PLM) mit 5,9 Millionen Softwarelizenzen und56.000 Kunden auf der ganzenWelt. Siemens PLM Software,ein Unternehmen mit Sitz in Plano,Texas, arbeitet mitUnternehmen zusammen, um offene Lösungen anbieten zukönnen, die ihnen dabei helfen,mehr Ideen in erfolgreicheProdukte umzuwandeln.Weitere Informationen zuProdukten und Services von Siemens PLM Softwareerhalten Sie unter www.siemens.com/plm.

Über Siemens PLM Software

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