Simulation ist mehr als Software

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Identifikation und Optimierung wichtiger Einflussgrößen

Parameter auf dem Prüfstand

GEMÜ gehört weltweit zu den ersten Adressen, wenn es um die Steuerung von Prozessmedien geht. Die Entwicklung der Ventil-, Mess- und Regelsysteme erfolgt nach neuesten Methoden: Innovation, Digitalisierung und Industrie 4.0 sind gelebte Praxis und numerische Simulationen fest verankert – zum Beispiel um die Performance von Produkten und Prozessen parameterbasiert zu optimieren.

Das Antwortspektrum wird anschaulich dargestellt

Als innovativer Partner der globalen Prozessindustrie steht die GEMÜ Gruppe für effiziente Lösungen im Bereich der Ventil-, Mess- und Regeltechnik für Flüssigkeiten, Dämpfe und Gase. Das inhabergeführte Unternehmen mit Stammsitz in Ingelfingen in Baden-Württemberg ist mit mehr als 2.400 Mitarbeitenden auf allen Kontinenten aktiv und richtet seinen Blick konsequent in Richtung Zukunft: Diese Philosophie zeigt sich unter anderem durch die Gründung und Förderung von Start-ups, den Aufbau hochmoderner Fertigungs-, Logistik- und Verwaltungs-Infrastrukturen und renommierten Industriepreisen, wie den „ACHEMA Innovation Award“.

Die digitale Transformation ist bei GEMÜ überall spürbar, denn clevere digitalisierte Prozesse, Virtual Reality (VR) und zukunftsweisende Industrie 4.0-Lösungen sind längst Realität. Zum Beispiel nutzt GEMÜ VR-Anwendungen für interaktive, virtuelle Schulungen der Servicetechniker seiner Kunden. Dies fördert die Handhabung und das Verständnis im Umgang mit GEMÜ Produkten.

> 50
Länderpräsenzen
Stand 2022
> 2400
Mitarbeitende
Stand 2022
> 450
€ Mio Umsatz
2021

Simulation in Forschung und Entwicklung

Schon seit geraumer Zeit setzt GEMÜ im Forschungs- und Entwicklungsbereich digitale Werkzeuge ein. Am Entwicklungsstandort in Niedernhall-Waldzimmern werden neue Trends und Entwicklungen von den Ingenieuren genau verfolgt, evaluiert und - wenn sie sich bewähren - zügig in der Praxis umgesetzt.

Hier kommt auch CADFEM ins Spiel: Mit dem Simulationsspezialisten verbindet GEMÜ seit 2017 eine Partnerschaft, in deren Rahmen der effiziente Einsatz von Ansys-Lösungen immer weiter intensiviert und ausgebaut wurde. Das Simulationsspektrum ist breit und reicht von der Strukturmechanik mit Ansys Mechanical über die Strömungsmechanik mit Ansys Fluent und Elektromagnetik mit Ansys Maxwell bis hin zu System- und Multiphysik-Anwendungen.

Optimierung der entscheidenden Einflussfaktoren

Anfang 2020 wurde Ansys optiSLang eingeführt. Der Grund dafür war die Überzeugung, dass die signifikanten Parameter von Produkten und Systemen sehr früh und sehr eindeutig bekannt sein müssen, um am Ende des Entwicklungsprozesses die bestmögliche Performance zu erzielen.

Genau diese Identifikation der relevanten Einflussfaktoren und deren anschließende robuste Optimierung ist die Aufgabe von Ansys optiSLang. Die Integration der Lösung in Ansys Workbench ebnet zudem den Weg für die einfache Kopplung verschiedener physikalischer Domänen und eröffnet dem GEMÜ Team enorme Optimierungsmöglichkeiten in der Entwicklungs- und Evaluierungsphase über die komplette Produktpalette hinweg.

Mit der Kombination aus einfachem Parameterhandling in der Workbench und Ansys optiSLang ist selbst die Untersuchung und Optimierung von gekoppelten Simulationsmodellen ohne Probleme möglich.

Einsatzspektrum von Ansys optiSLang

Ansys optiSLang wird bei GEMÜ in unterschiedlichen technischen Abteilungen eingesetzt. Das Besondere: Die Anwendung der Software ist nicht auf den Bereich der numerischen Simulation beschränkt. Die Versuchsingenieure nutzen Ansys optiSLang regelmäßig bei der Beantwortung und Lösung experimenteller Frage- und Problemstellungen. Zudem führen die GEMÜ Entwickler im Rahmen der numerischen Simulation im Produktentstehungsprozess mit Ansys optiSLang aufwändige Sensitivitätsstudien durch.

Der stochastisch generierte Designraum wird mit Hilfe der Software automatisiert und äußerst effizient abgebildet, auch dann, wenn es um eine sehr große Anzahl an relevanten Eingangsgrößen geht. Der Zusammenhang zwischen Inputs und Outputs eines zu untersuchenden physikalischen Systems kann bereits mit einer überschaubaren Anzahl an gerechneten Designpunkten gut evaluiert werden.

 Marco Wissinger<br />Development Engineer Global R&D, Research & Pre-Development General, GEMÜ Group
Marco Wissinger
Development Engineer Global R&D, Research & Pre-Development General, GEMÜ Group

„Ansys optiSLang ermöglicht es uns, schon früh im Entwicklungsprozess die relevanten Parameter der Produktperformance zu erkennen und damit robuste Optimierungen durchzuführen."

Der Wert von Ansys optiSLang

Auch bei der Auswertung der erzeugten Ergebnisse stellt sich Ansys optiSLang als das richtige Tool heraus. Neben der bereits angesprochenen Integration in die Ansys Workbench, bietet die Standalone Version der Software einen sehr großen Vorteil in Bezug auf die Erstellung von automatischen Workflows für Simulationen.

Vor der Nutzung von Ansys optiSLang war die systematische Untersuchung von geometrischen oder physikalischen Einflussgrößen auf die Produkte oder Prozesse bei GEMÜ oft ein zeitintensiver Vorgang. Mithilfe der Software ist man nun in der Lage, auf eine schnelle und effiziente Art und Weise ein sinnvolles Sampling zu erstellen, das sowohl für die Untersuchung der numerischen als auch der realen, d. h. der experimentellen Welt, geeignet ist.

Direkte Einbindung in Ansys Workbench

Ansys optiSLang kann direkt in Verbindung mit Ansys Workbench genutzt werden. Damit stellt die Software natürlich gerade für Ansys-Anwender einen sehr großen Mehrwert dar. Die Informationen, die Ansys optiSLang liefert, basieren auf einem Set, das aus extrem leistungsfähigen, aber eben auch im Hintergrund sehr komplexen Algorithmen besteht. Die Anwender bei GEMÜ schätzen daher besonders, dass es den Softwarearchitekten bei Ansys gelungen ist, trotzdem eine übersichtliche und selbsterklärende Benutzeroberfläche und Ergebnisdarstellung anzubieten.

Auch Erstanwendern fällt die Nutzung von Ansys optiSLang leicht. Dank des Excel Add-ins von Ansys optiSlang können die gewonnenen Ergebnisse zudem einem breiten Personenkreis zur aktiven Verwendung in einem allgemein bekannten Format bereitgestellt werden.

Anwendungsfall: Additive Fertigung

In einer aktuellen Anwendung von Ansys optiSLang bei GEMÜ geht es um die Parametercharakterisierung in einem additiven Fertigungsprozess. Dabei werden mithilfe der Software die Prozessparameter gezielt variiert und deren Einfluss auf die Güte relevanter Prozessgrößen ermittelt. Ziel ist, dadurch eine für die individuelle Anwendung optimale Prozessparametereinstellung zu ermitteln.

Die Rolle von CADFEM im Zusammenhang mit optiSLang

Wie bei allen Themen rund um Ansys und Simulation ist CADFEM bei GEMÜ auch zu Ansys optiSLang ein gefragter Wissensträger und Ratgeber, um eine solche Lösung optimal einzusetzen. Gerade wenn komplizierte Supportanfragen auftauchen, zeigt sich, wie wichtig der schnelle und direkte Zugriff auf erfahrene Experten ist. Auch für zukünftige Entwicklungsprojekte wird es entscheidend sein, mit CADFEM auftretende Probleme zu lösen und Ideen auf Augenhöhe zu diskutieren. Im Falle von Ansys optiSLang hat GEMÜ die Erfahrung gemacht, mit dieser Unterstützung das komplette Potenzial der Software nutzen zu können und sich so durch Neuentwicklungen mit Alleinstellungsmerkmalen vom Wettbewerb abzuheben.

GEMÜ und CADFEM

Die GEMÜ Gebr. Müller Apparatebau GmbH & Co. KG und CADFEM arbeiten seit 2017 im Bereich der Simulation zusammen. Ausgangspunkt der Partnerschaft war ein Projekt zum simulationsgestützten digitalen Zwilling zur Echtzeit-Überwachung von Anlagen. Seitdem wurde die Simulation mit Ansys und CADFEM bei GEMÜ zügig ausgebaut und umfasst neben Strukturmechanik und Strömung auch Anwendungen in den Bereichen Elektromagnetismus, Systeme oder additive Fertigung. Für einen reibungslosen Einsatz der Software nutzt GEMÜ die CADFEM Weiterbildungsangebote per Seminar-Flatrate, den Anwendersupport und Beratungsangebote, wenn neue Simulationsfelder angegangen werden.

www.gemu-group.com

Autoren:
Marco Wissinger (GEMÜ)
Alexander Kunz (CADFEM GmbH)
Bilder: © GEMÜ
Veröffentlicht: Oktober 2022

Kontakt CADFEM

Leiter Vertrieb Stuttgart