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Simulation in der Industrie: Effizienz von Anfang an

Executive Summary: Wer Simulation in der Industrie früh im Entwicklungsprozess Entwicklungsprozess einsetzt, verschiebt den Fokus von „Fehler finden“ zu „Fehler vermeiden“. Digitale Modelle machen Annahmen messbar, beschleunigen Entscheidungen und sichern Innovation und Effizienz bereits von Anfang an.
Innerhalb der Siemenswelt wird sichergestellt, dass Konstruktion, Simulation und die Product Life Management-Daten nahtlos verbunden sind – ohne Schnittstellenverlust.

Warum Simulation in der Industrie heute unverzichtbar ist

Druck auf  Time-to-Market, steigende Komplexität (Software, Elektronik, neue Werkstoffe) und Fachkräftemangel verlangen belastbare, schnelle Entscheidungen. Simulationen schaffen genau diese Grundlage: Sie macht volatile Variablen transparent, testet Alternativen digital und reduziert teure Iterationen in der physischen Welt.

Unternehmen aus der Industrie nutzen die Simulationslösungen aus dem Hause Siemens, HighEnd-Lösungen wie Simcenter STAR-CCM+ oder Simcenter 3D, CAD-integrierte Lösungen wie unter anderem Simcenter FLOEFD und den NX Performance Predictor oder Simcenter X als cloudfähige Simulationsplatform.

Vom Bauteil bis zur Fabrik: Wo Simulation wirkt

Bauteil- und Systemebene

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Multiphysikalische Modelle (Struktur, Wärme, Strömung, EM) helfen, Designs zu optimieren, Toleranzen zu prüfen und Risiken früh zu entschärfen.

Simcenter AMESIM steigert die Produktivität der Systemsimulation und ist eine der führenden integrierten, skalierbaren mechatronischen Systemsimulationsplattformen. Sie ermöglicht es Konstrukteuren die Systemleistung virtuell zu bewerten und zu optimieren.
Ergebnis: weniger Prototypen, stabilere Produkte, kürzere Entwicklungszyklen.

Maschinen- und Anlagenbau

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Hersteller beschleunigen Konstruktions- und Produktionsprozesse, indem sie Simulation als Standardwerkzeug für Analyse, Validierung und Optimierung nutzen. Das zahlt auf Qualität, Kosten und Innovationsgeschwindigkeit ein – und ermöglicht „Digital Continuity“ zwischen CAD, Simulation und Fertigung.

Effizienz von Anfang an: Der Business-Hebel in vier Phasen

Konzept & Entwurf

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Frühphase-Simulation prüft Tragfähigkeit, Dimensionierung und Materialwahl. Varianten lassen sich kostengünstig digital vergleichen, anstatt später teuer umzubauen. SIEMENS SIMULATION adressiert hier u. a. Strukturfestigkeit und Ermüdung.

Detaillierung & Verifikation

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Mit multiphysikalischen Kopplungen (z. B. Thermik ↔ Mechanik) werden Grenzfälle sichtbar.  SIEMENS SIMULATION stellt hierfür Module und Workflows bereit, um Prozess- und Produktparameter robust auszulegen.

Anlauf & Betrieb

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Mit digitalen Zwillingen werden Änderungen sicher eingeführt und Kapazitäten feinjustiert. Erfahrungswissen fließt zurück ins Modell – die nächste Iteration startet auf höherem Niveau. (Konsequente Weiterführung der vorgestellten Anbieteransätze.)

Praxisnutzen – konkret und messbar

Weniger Prototypen, schnellere Freigaben: Digitale Verifikation reduziert Schleifen in Testlabor und Werkhalle. SIMCENTER-Technologien bringen hierfür FEA- und Haltbarkeitskompetenz in die Kette.

Multiphysik statt Silos: Kombinierte Betrachtungen (Wärme, Strömung, EM, Struktur) verhindern Zielkonflikte spät im Projekt. SIEMENS liefert dafür Bausteine und Beispielmodelle.
Digitale Kontinuität: Von CAD zu Simulation zu Fertigung – weniger Medienbrüche, mehr Nachverfolgbarkeit.  SIEMENS Software adressiert diesen Fluss branchenfokussiert.

Technologielandkarte: Tools & Ökosysteme im Überblick

Siemens NX + Simcenter 3D: Aufbau und Aufbereitung von CAD- assoziativen Simulationsmodellen innerhalb einer Umgebung. CAE-Berechnungsingenieure können unterschiedlichste Analysen durchführen und bewerten.

NX-CAD integrierte Simulationslösungen: Ob Performance Predictor, Topology Optimizer oder der CFD Designer – diese Tools versetzen Konstrukteure in die Lage innerhalb einer Umgebung, einfache Simulationen bereits simultan zur eigentlichen Bauteilentwicklung durchzuführen und frühestmöglich fundierte Designentscheidungen zu treffen. Simcenter STAR-CCM+: Als Multiphysikalische HighEnd-Lösung mit bidirektionaler Schnittstelle zu den gängigen CAD-System.

Vorgehensmodell: So bringen Sie Industriesimulation in die Fläche

Use-Cases schärfen

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Welche KPIs entscheiden (z. B. Masse, Steifigkeit, Wärmestau, OEE, Durchsatz)? Welche Nebenbedingungen gelten? Klare Ziele lenken den Suchraum und die Effizienz der Analysen. (Ableitung aus Anbieterleitfäden und Praxisbeispielen.)

Daten & Modelle kuratieren

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Qualität schlägt Quantität: verlässliche Materialdaten, saubere Randbedingungen, standardisierte Modelle und Geometrien. Der Abgleich mit anfallenden Versuchsdaten hilft die Simulationsmodelle kontinuierlich zu verbessern und die Qualität der Vorhersagegenauigkeit besser einzuschätzen.

Workflows automatisieren

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Vom Parametrieren bis zum Reporting – wiederkehrende Aufgaben automatisieren, Ergebnisse versionieren, Review-Gates definieren. SIEMENS adressiert hier digitale Kontinuität zur Fertigung.

Szenarien fahren & validieren

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„Was-wäre-wenn“ systematisch durchrechnen, Ergebnisse gegen Messwerte testen, Annahmen dokumentieren. Siemens Simulationstools beschreiben die Begleitung in allen Projektphasen.

Standards & Templates

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Erfolgreiche Setups in Bibliotheken überführen – für Wiederverwendung und schnelleres Onboarding.  Beispielmodelle und Templates stehen bereit, die als Startpunkt dienen.

Governance & Risiko: So bleibt ESO beherrschbar

Traceability: Anforderungen ↔ Modelle ↔ Ergebnisse müssen verknüpft und versioniert sein – Grundlage für Audits und Serienfreigaben. SIEMENS betont die Rolle integrierter Toolchains für dokumentierbare Freigaben.
Validierung: Jedes Modell braucht Referenzfälle und Akzeptanzkriterien. SIMCENTER-Ressourcen zeigen, wie physikalische Kopplungen korrekt parametrisiert werden.
Betriebsüberführung: Simulationserkenntnisse müssen in Layout, Arbeitspläne und Betriebsparameter einfließen – SIEMENS verweist auf Begleitung „vor, während und nach“ der Simulation.

KPIs für Effizienz von Anfang an

First-Pass-Yield (Anteil erstfreigegebener Designs/Prozesse)
Iterationen bis Freigabe (digital/physisch)
Prototypenreduktion (Stück & Kosten)
Durchsatz / OEE (in der Fertigungssimulation)
Anlaufkurve (Zeit bis Nennleistung)
Diese Kennzahlen verbinden Simulation in der Industrie direkt mit Geschäftszielen: Qualität, Tempo, Kosten. (Ableitung aus Best-Practice-Modellen der genannten Anbieterlandschaften.)

Häufige Stolpersteine – und wie Sie sie vermeiden

Silo-Modelle: Disziplinen isoliert modellieren führt zu Zielkonflikten. Multiphysik zwingt zur Gesamtsicht.
Späte Einbindung: Simulation nach dem CAD-Freeze kostet Zeit und Geld – ideal ist der Start von Anfang an.
Unklare Datenbasis: Fehlende Material- oder Prozessdaten entwerten Ergebnisse – zentral pflegen und versionieren.
Fehlende Umsetzung: Simulation ohne Shopfloor-Follow-up verpufft. Beratung und Umsetzung verzahnen.

Ausblick: Industriesimulation als Innovationsmotor

Die Kombination aus Siemens NX und Simcenter (Konstruktion, FEA, Haltbarkeit), sowie für Konstrukteure leicht zugängliche, CAD-integrierte Lösungen liefern die Bausteine, um Wertschöpfungsketten digital zu planen und robust zu skalieren – von der ersten Idee bis zur Serienreife. Wer Simulation in der Industrie als kontinuierlichen Verbesserungsprozess begreift, baut einen nachhaltigen Vorsprung auf: schnellere Entscheidungen, resilientere Prozesse, bessere Produkte. Das ist Effizienz von Anfang an.

Themen

Multiphysik Prozesssimulation

Risiken & Modellvalidierung

Simulation in der Industrie Vorteile

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