Automatisierung von Arbeitsabläufen im Ingenieurwesen: Einblicke in meshless FEA und Prozessautomatisierung

Die Entwicklung von Simulationstechnologien definiert die Art und Weise, wie Ingenieure entwerfen, analysieren und innovieren, immer wieder neu. In diesem Interview spricht Jousef mit Rik Baruah, einem Pionier bei Intact Simulatio, über die bahnbrechenden Möglichkeiten der meshless FEA-Technologie und ihre nahtlose Integration in die Low-Code-Prozessautomatisierungsplattform von Synera. Gemeinsam erkunden sie, wie die Beseitigung traditioneller Engpässe, wie z.B. die Vernetzung und Integration fortschrittlicher Automatisierungstools, eine noch nie dagewesene Effizienz und Kreativität in der Entwicklung freisetzen kann.

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Meshless FEA: Ein neues Paradigma für die technische Simulation

Herkömmliche Methoden der Finite-Elemente-Analyse (FEA) beinhalten zeitaufwändige Prozesse wie die Vernetzung, bei der Ingenieure Modelle vereinfachen, kleine Merkmale entfernen und mehrere Iterationen durchführen müssen, um genaue Ergebnisse zu erzielen. Dieser Ansatz schränkt häufig die Geschwindigkeit und Flexibilität ein, die in der modernen Technik erforderlich sind.

Meshless FEA löst diese Herausforderungen, indem der Simulationsprozess von der Vernetzung der Geometrie entkoppelt wird. Durch die Verwendung eines 3D-Gitters, um den Raum um die Geometrie herum zu vernetzen und nicht die Geometrie selbst, kann die Technologie von Intact Simulation komplexe Strukturen wie Gitter verarbeiten, ohne dass eine Vereinfachung erforderlich ist. Das Ergebnis ist eine dramatische Effizienzsteigerung:

• Herkömmliche Simulationen dauern oft 2,5 Stunden; mit der meshless FEA werden dieselben Ergebnisse in weniger als 5 Minuten erzielt.
• Komplexe Geometrien, wie z. B. Motorblöcke mit komplizierten Merkmalen, können direkt analysiert werden, ohne die Genauigkeit zu beeinträchtigen.

Diese Fortschritte verändern nicht nur die Rolle der Simulation, sondern verkürzen auch die Entwicklungszeiten um bis zu 50 % und ermöglichen schnellere Entscheidungen und erhebliche Kosteneinsparungen.

Automatisierung von Simulationsabläufen mit Synera

Die Low-Code-Plattform von Synera ist die perfekte Ergänzung zur meshless FEA-Technologie von Intact Simulation. Synera lässt sich nahtlos in bestehende Engineering-Tools integrieren und ermöglicht es Ingenieuren, sich wiederholende Aufgaben zu automatisieren und Arbeitsabläufe zu optimieren, ohne dass umfangreiche Programmierkenntnisse erforderlich sind. Die Hauptvorteile sind

• Schnellere Iterationen: Konfigurieren Sie Simulationen mit wenigen Klicks und automatisieren Sie Parameter-Sweeps für eine schnelle Design-Exploration.
• Nahtlose Integration: Der Synera Marketplace enthält ein direktes Modul für Intact Simulation, mit dem Anwender Simulationen mühelos in ihre bestehenden Arbeitsabläufe integrieren können.
• Skalierbarkeit: Automatisieren Sie umfangreiche Simulationen und behalten Sie gleichzeitig die Flexibilität, Parameter nach Bedarf anzupassen.

Durch die Integration der meshlosen FEA direkt in die Low-Code-Umgebung von Synera werden die Simulationsmöglichkeiten demokratisiert, so dass ein breiteres Spektrum von Anwendern, vom Konstrukteur bis zum Industriedesigner, davon profitieren kann.

Erschließung erweiterter Anwendungsfälle mit meshless FEA

Die meshless FEA zeichnet sich durch die Bearbeitung von Anwendungsfällen aus, bei denen konventionelle FEA-Werkzeuge oft versagen. Nennenswerte Anwendungen sind

• Gitterstrukturen: Vereinfachung der Arbeitsabläufe zur Validierung komplexer Gitter ohne manuelle Vernetzung.
• Motorkomponenten: In einem Beispiel wurden bei einer Motorblocksimulation mit meshless FEA Ergebnisse erzielt, die weniger als 3% unter den Ergebnissen herkömmlicher Methoden lagen, während die Simulationszeit auf 5 Minuten reduziert wurde.
• Prozessautomatisierung: Durch die Einbettung der Technologie von Intact Simulation in Synera können Ingenieure zusätzliche Werkzeuge wie CAD-Systeme oder Module zur Fertigungsanalyse für eine durchgängige Automatisierung des Workflows integrieren.

Diese Funktionen rationalisieren die Arbeitsabläufe und ermöglichen es den Ingenieuren, sich auf Aufgaben von hoher Qualität zu konzentrieren, wie z. B. Designinnovation und -optimierung.

KI-gestützte Simulation und Designoptimierung

Intact Simulation geht noch einen Schritt weiter und integriert KI und maschinelles Lernen in seine Arbeitsabläufe, um die Vorteile der meshless FEA zu nutzen. Durch die Generierung großer Mengen an Simulationsdaten können Ingenieure

• Optimieren Sie Konstruktionen im Hinblick auf Herstellbarkeit, Kosten und Materialbeschränkungen.
• Erkunden Sie ganze Konstruktionsbereiche und sagen Sie Ausfallmodi mit größerer Genauigkeit voraus.
• Nutzung von KI zur Analyse von Sensordaten in Echtzeit für vorausschauende Wartung und Schadensbewertung.

In einem von der DARPA geförderten Projekt zur additiven Fertigung setzt Intact beispielsweise KI ein, um Entwürfe auf der Grundlage von Prozessparametern wie Lasergeschwindigkeit und -leistung zu optimieren. Durch die Integration von physikalischen Tests und historischen Daten wird sichergestellt, dass die Entwürfe den Fertigungsanforderungen entsprechen, ohne die Leistung zu beeinträchtigen.

Bildungslücken schließen und die Automatisierung skalieren.

Eines der Ziele von Intact Simulation und Synera ist die Demokratisierung der technischen Simulation. Während herkömmliche FEA-Workflows oft spezielle Fachkenntnisse erfordern, machen meshless FEA und Low-Code-Automatisierung diese Werkzeuge für ein breiteres Publikum zugänglich, einschließlich

• Konstrukteure und Industriedesigner: Dank benutzerfreundlicher Schnittstellen und minimalem Konfigurationsaufwand können diese Fachleute die Simulation schnell in ihre Arbeitsabläufe integrieren.
• FEA-Ingenieure: Durch die Automatisierung sich wiederholender Aufgaben können sich erfahrene Analysten auf wichtige Projekte konzentrieren und ihren Verantwortungsbereich erweitern.

Die Integration von Synera und Intact Simulation stellt sicher, dass die Simulation im Produktlebenszyklus nach vorne verlagert werden kann, was die Iterationszyklen verkürzt und Innovationen fördert.

Eine Vision für die Zukunft des Engineering

Wie Rik von Intact Simulation betonte, liegt die Zukunft des Engineerings in der Zusammenarbeit und Interoperabilität. Kein einzelnes Tool kann alle Probleme lösen, aber die Integration der richtigen Technologien kann Arbeitsabläufe verändern und die Produktentwicklung beschleunigen. Durch die Kombination von meshless FEA mit der Prozessautomatisierung von Synera können Unternehmen eine digitale Kette vom Konzeptdesign über die Simulation bis hin zur Fertigung aufbauen.