Product Lifecycle Management (PLM) von Simulationsprozessen

Was ist PLM-Simulationsmanagement?

Das PLM-Simulationsmanagement nutzt fortschrittliche Simulationstechniken innerhalb der PLM-Umgebung und verknüpft sie mit Produktdaten und Engineering-Workflows. Es ergänzt das modellbasierte Systems Engineering (MBSE), indem es detaillierte Simulationsergebnisse mit Modellen und Anforderungen auf Systemebene verbindet.

Stellen Sie sich das PLM-Simulationsmanagement als ein **digitales Testlabor** vor, das in Ihr Produktentwicklungssystem integriert ist. Anstatt Simulationen isoliert durchzuführen, können Ingenieure Ergebnisse direkt neben der eigentlichen Konstruktion testen, verfolgen und wiederverwenden. Dies erleichtert die Produktverbesserung und das frühzeitige Erkennen von Problemen.

Wie PLM-Simulationsmanagement funktioniert

Das PLM-Simulationsmanagement integriert technische Simulationsprozesse, wie zum Beispiel die Finite-Elemente-Analyse (FEA) und die numerische Strömungsmechanik (CFD), in den PLM-Prozess. Dadurch können Simulationsdaten direkt mit Produktstrukturen, CAD-Dateien (Computer-Aided Design), Stücklisten (BOMs) und Änderungsaufträgen verknüpft werden, wodurch eine nahtlose Verbindung zwischen Simulation und der digitalen Produktdefinition entsteht.

Teams können Ergebnisse an bestimmte Produktkonfigurationen binden, indem sie Simulationsprozesse erfassen und versionskontrollieren. Dadurch wird sichergestellt, dass jede Analyse vollständig mit Konstruktionsentscheidungen, Compliance-Anforderungen und Leistungszielen übereinstimmt.

Darüber hinaus unterstützt die Einbettung des Simulationsmanagements in PLM-Systeme Unternehmen dabei, ihre Nutzung zu skalieren und sicherzustellen, dass Simulationseinblicke im richtigen Kontext bereitgestellt werden. Dies ermöglicht es Teams, folgende Aufgaben durchzuführen:

• Modelle, Konfigurationen und Ergebnisse in einem strukturierten Repository zu organisieren
• Simulationen den richtigen Teilen, Revisionen oder Varianten zuzuordnen
• Wiederholbare Workflows mithilfe von Vorlagen und Prozesswerkzeugen zu automatisieren
• Simulationen durch formelle Überprüfungs- und Genehmigungszyklen zu leiten

Vorteile des PLM-Simulationsmanagements

Wenn das Simulationsmanagement **integriert** ist, wird es zu einem verbundenen Teil des digitalen Fadens des Produkts. Diese Verbindung wandelt die Simulation von einer einmaligen Aktivität in einen kontinuierlichen, nachverfolgbaren Prozess um, der die Konstruktionsvalidierung beschleunigt und Innovationen über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg vorantreibt.

Zu den Hauptvorteilen des PLM-Simulationsmanagements gehören:

• Erhöhte Engineering-Produktivität: Teams können validierte Modelle wiederverwenden, Analysen beschleunigen und Ingenieure entlasten, damit sie sich auf die Lösung neuer Probleme konzentrieren können
• Verbesserte Entscheidungsqualität: Simulationsergebnisse werden zusammen mit den sich entwickelnden Produktdaten bereitgestellt, sodass Echtzeit-Einblicke in Konstruktions- und Compliance-Entscheidungen einfließen
• Schnellere Design-Validierung: Erhalten Sie Leistungs-Feedback früher in der Entwicklung – bevor physische Prototypen gebaut werden – was zu weniger Überraschungen und einer schnelleren Markteinführung führt
• Nachverfolgbarkeit über Revisionen hinweg: Jede Simulationsausführung ist mit der korrekten Produktversion verknüpft, sodass Sie immer wissen, was wann und warum getestet wurde
• Stärkere Zusammenarbeit: Teams arbeiten über eine gemeinsame Produktdefinition und einen gemeinsamen Kontext zusammen, sodass alle stets auf dem gleichen Stand sind

PLM-Simulationsmanagement vs. traditionelle Simulations-Workflows

Traditionelle Simulations-Workflows sind oft vom breiteren Produktentwicklungsprozess **abgekoppelt**. Daten liegen in Silos vor, was es schwierig macht, Ergebnisse teamübergreifend zu reproduzieren, zu versionieren oder wiederzuverwenden. Dieser Mangel an Integration schränkt die Nachverfolgbarkeit ein und verlangsamt die Zusammenarbeit.

Im Gegensatz dazu verbindet das PLM-Simulationsmanagement Simulationsaktivitäten mit dem Unternehmensdatensatz des Produkts und ermöglicht so eine konsistente Versionskontrolle, Prozessautomatisierung und nachverfolgbare Entscheidungsfindung. Und da es Simulationsprozesse in alltägliche Engineering-Workflows einbindet, skaliert es die Simulation von einem Spezialgebiet zu einem Kernbestandteil der unternehmensweiten Produktentwicklung.

Wann sollte das PLM-Simulationsmanagement eingesetzt werden?

Das PLM-Simulationsmanagement ist in Fertigungsindustrien (z. B. Luft- und Raumfahrt, Automobil, Industriemaschinen, medizinische Geräte) unerlässlich, in denen Komplexität und Compliance isolierte Werkzeuge und manuelle Prozesse inakzeptabel machen. Dies gilt insbesondere dann, wenn Simulationsdaten und Einblicke über Konstruktions-Iterationen, Lebenszyklusphasen und Organisationsgrenzen hinweg beibehalten werden müssen.

Das PLM-Simulationsmanagement eignet sich besonders gut, wenn:

• Produkte eine multi-domänen- und multi-fidelity-Validierung erfordern, wie die Kombination von Struktur-, Wärme-, Optik- und Software-in-the-Loop-Analysen
• Simulationsergebnisse team- und phasenübergreifend geteilt, wiederverwendet oder genehmigt werden müssen
• Die Simulation mit Änderungsmanagement und Compliance-Überprüfungen verknüpft werden muss
• Die Organisation Simulationsdaten langfristig für die Nachverfolgbarkeit, Verifizierung oder Audit-Bereitschaft aufbewahren muss

Zum Beispiel würde ein Unternehmen für medizinische Geräte, das einen chirurgischen Roboter entwickelt, gut zum PLM-Simulationsmanagement passen. Mit eng integrierten mechanischen, elektrischen und Softwaresystemen muss das Team Simulationen über alle Disziplinen hinweg durchführen und wiederverwenden, während es strenge gesetzliche Anforderungen erfüllt. Das PLM-Simulationsmanagement hält alles verbunden, verknüpft Simulationsdaten mit Produktrevisionen, automatisiert Genehmigungen und gewährleistet die vollständige Nachverfolgbarkeit über den gesamten Lebenszyklus.

Tools und Technologien zur Unterstützung des PLM-Simulationsmanagements

Eine erfolgreiche PLM-Simulationsmanagementstrategie stützt sich auf Tools, die Simulationsprozesse in den breiteren Produktlebenszyklus integrieren. Simulationseinblicke können ungehindert über Teams und Lebenszyklusphasen hinweg fließen, wenn diese Funktionen vorhanden sind.

Wichtige Wegbereiter für das PLM-Simulationsmanagement sind:

• Integriertes Simulationsmanagement: Eine strukturierte, konfigurationsgesteuerte Umgebung zur Organisation von Simulationsmodellen, Eingaben und Ergebnissen
• PLM-Konnektivitätspunkte: APIs und Konnektoren, die Simulationsplattformen (z. B. FEA, CFD) mit PLM-Plattformen verbinden und einen bidirektionalen Datenfluss und Nachverfolgbarkeit über den digitalen Faden ermöglichen
• Visualisierungs- und Vergleichswerkzeuge: Schnittstellen zur Überprüfung von Simulationsergebnissen, zum Vergleich von Alternativen und zur Bewertung der Leistung über Konstruktions-Iterationen oder Konfigurationen hinweg
• Workflow-Automatisierung und Vorlagen: Integrierte Tools, die die Einrichtung, Ausführung und Genehmigung der Simulation standardisieren und die Simulation skalierbar und zugänglich machen

Herausforderungen und Überlegungen

Das PLM-Simulationsmanagement bietet starke Vorteile, aber die Realisierung seines vollen Werts kann auch einige Herausforderungen mit sich bringen. Eine frühzeitige Bewältigung dieser Herausforderungen trägt dazu bei, dass die Simulation zu einem langfristigen Wertmultiplikator im Produktentwicklungsprozess wird:

• Datenvolumen: Die Simulation erzeugt große, komplexe Datensätze, die eine skalierbare Infrastruktur für Speicherung und Zugriff erfordern
• Versionskontrolle und Wiederverwendung: Um die Nachverfolgbarkeit zu gewährleisten, müssen Simulationsläufe präzise mit den richtigen Produktrevisionen, Varianten und Konfigurationen verknüpft werden
• Werkzeug-Interoperabilität: Die Integration verschiedener Simulationswerkzeuge und -plattformen mit PLM-Systemen kann ohne die richtige Plattform komplex sein
• Kultureller Wandel: Ingenieure, die an lokale, dateibasierte Workflows gewöhnt sind, benötigen möglicherweise Schulung und Unterstützung, um sich an kollaborativere Simulationsumgebungen anzupassen
• Governance und Validierung: Simulationsaktivitäten müssen strenge Standards für Verifizierung, Dokumentation und Genehmigungen erfüllen, insbesondere in regulierten Branchen

Ein intelligenterer Weg zur Simulation im großen Maßstab

Eine moderne PLM-Plattform wie Aras Innovator® ermöglicht es, gängige Herausforderungen zu überwinden, indem das Simulationsmanagement in den breiteren Produktentwicklungsprozess eingebettet wird. Insbesondere verbinden die Simulationsmanagementfunktionen der Plattform Simulationsmodelle und -ergebnisse direkt mit der digitalen Produktdefinition und gewährleisten so die vollständige Nachverfolgbarkeit über Revisionen, Varianten und Lebenszyklusphasen hinweg.

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