Wie die technische DNA die Produktentwicklung automatisiert

• Neue Materialien, Fertigungsmethoden oder zukunftsweisende Fahrzeugkonzepte stehen oft im Vordergrund, wenn es um Innovationen in der Mobilitätsindustrie geht.
• Doch auch die Produktentwicklung an sich birgt Innovationspotential, denn Produkte lassen sich effizienter und schneller entwickeln und dabei auch noch optimieren.
• Aus diesem Grund hat EDAG, Entwicklungsdienstleister für die Automobilindustrie, eine Kooperation mit der ELISE GmbH für das „Generative Engineering“ gestartet.

Das 2018 gegründete Start-up-Unternehmen ELISE hat eine Softwareplattform entwickelt, die den gesamten Entwicklungsprozess von Design, Konstruktion bis zur Simulation automatisiert. Diese neue Dimension der Produktentwicklung soll mit der großen Expertise der EDAG Group in die Praxis übertragen werden. Der Grundgedanke der Software ist die Definition einer technischen DNA. Wie in der Natur enthält diese DNA die Blaupause für den nachfolgenden Entwicklungsprozess. Dies erfordert ein Umdenken: Die Ingenieure konzentrieren sich nicht wie bisher auf das Bauteil selbst, sondern definieren für das Produkt ein Regelwerk mit Randbedingungen. Dieses Konzept setzt auf einen gänzlich neuen Entwicklungsprozess für Bauteile und die dabei eingesetzten Software-Tools. Alle bisher notwendigen Prozessschritte wie Simulationen und CAD-Konstruktion sowie die dazugehörige Software müssen in die technische DNA integriert und automatisch durchlaufen werden (siehe Bild 1: Das Prinzip der technischen DNA in ELISE). EDAG nutzt die ELISE-Software, um somit den gesamten Entwicklungsprozess in einem durchgängigen und automatisierten Workflow aufzubauen. Damit wird nicht mehr das Bauteil selbst, sondern der Weg zum Bauteil in der Software erstellt.

Nicht mehr jedes Teil einzeln konstruieren

Ist das Bauprinzip, die sogenannte DNA, einmal definiert, kann der Workflow beliebig oft durchlaufen werden, wobei sich die Randbedingen immer wieder neu anpassen lassen. So kann der Entwickler zum Beispiel verschiedene Lasten, Fertigungsverfahren oder Materialien vorgeben und erhält so automatisiert ein Bauteil, das sich genau diesen Bedingungen anpasst. Das heißt, dass der Entwickler zukünftig nicht mehr jedes Teil einzeln konstruieren muss, sondern nur einmal eine DNA. Diesen Bauplan kann er in verschiedene Fahrzeuge implantieren und so ein an die Umgebung angepasstes Bauteil entwickeln.

Diese Vorgehensweise ändert den heutigen, sequenziellen Entwicklungsprozess grundlegend. Bis dato müssen geänderte Rahmenbedingungen von Designern, Konstrukteuren, Simulationsspezialisten oder Fertigungsplanern jeweils mit hohem Aufwand manuell in ihren jeweiligen Tools eingepflegt werden. Dank des „Generative Engineering“ können diese Iterationsschleifen automatisiert und damit wesentlich effizienter gestaltet werden. Die innovative Technologie kann für additive Produktionsmethoden ebenso verwendet werden wie für traditionelle Verfahren wie zum Beispiel den Druckguss.

Schnellere Produktentwicklung mit besseren Ergebnissen

So wurde beispielsweise im Forschungsprojekt „VariKa“ dank „Generative Engineering“ bis zu 50 Prozent der Entwicklungszeit für additiv gefertigte Batterieknoten eingespart. Dabei konnte zudem ein um 40 Prozent leichteres Ergebnis gegenüber dem konventionellen Entwicklungsprozess erzielt werden. Darüber hinaus wurde in einem weiteren Projekt die Konzeptkonstruktion mit optimierter Rippenstruktur für eine Druckguss Domstrebe automatisiert erzeugt (siehe Bild 2: Automatisiertes Erstellen eines optimierten Rippenbildes anhand einer Domstrebe). Mit der durchgängigen Abbildung der Entwicklungsschritte in ELISE kann bei geänderten Randbedingungen der Prozess automatisch durchlaufen werden. Ein wichtiger Bestandteil war dabei die automatische Überführung der Topologie-Optimierungsergebnisse in ein parametrisches CAD-Modell mit Hilfe des Skeleton-Algorithmus.

Damit zukünftig der Anwendungsbereich erweitert und die Methode bei den Kunden von EDAG etabliert wird, schafft Feynsinn, eine Marke der EDAG Group, über „Connected Engineering“ die Vernetzung zwischen ELISE und Dritt-Applikationen wie z.B. vorhandenen CAD-Systemen.

„Ich sehe für die EDAG Group großes Potenzial, durch diesen neuen Engineering-Ansatz die Effizienz des Produktentstehungsprozesses weiter zu beschleunigen“, erläutert Sebastian Flügel, EDAG Projektleiter, Competence Center Innovation.

Weitere Informationen: https://www.edag.com/de/ und https://www.elise.de/

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