Mehr über Simulation & CAE Software erfahren
Was ist Simulations- & CAE-Software?
Simulations- und computergestützte Ingenieursoftware (CAE) ermöglicht es Ingenieuren, Analysten und Designern, Finite-Elemente-Analysen (FEA), numerische Strömungsmechanik (CFD), Mehrkörperdynamik (MDB) und Optimierung durchzuführen. Simulationssoftware kann auch als CAE-Simulationssoftware bezeichnet werden, da sie mit CAE-Analysen und deren Anwendung verbunden ist. Simulationssoftware kann Modelle basierend auf mathematischen Daten erstellen und sie in ein vordefiniertes System einfügen. Durch die Analyse dieser Modelle untersuchen Ingenieure die Beziehung zwischen Modell und System sowie die Interaktionen, die in einer kontrollierten Umgebung stattfinden. Dies hilft, die Leistung, Mängel und die potenzielle Lebensdauer eines Produkts vorherzusagen.
Wofür steht Simulations- & CAE-Software?
CAE steht für computergestützte Ingenieurtechnik. Der Begriff computergestützte Ingenieurtechnik wird als technischer Begriff für Simulation verwendet, während der Begriff Simulation häufig im Markt gehört wird, wenn Benutzer sich auf Ingenieursimulation beziehen.
Was sind die häufigsten Merkmale von Simulations- & CAE-Software?
Die folgenden sind einige Kernmerkmale innerhalb der Simulationssoftware:
Numerische Strömungsmechanik (CFD): Eine der Hauptformen der Ingenieuranalyse, die CAE-Software durchführt, ist CFD. CFD ist eine Methode, um das Verhalten von Flüssigkeiten und Gasen zu modellieren. Dies umfasst die Modellierung der Art und Weise, wie sie miteinander sowie mit Oberflächen, mit denen sie in Kontakt kommen, interagieren. Diese Funktion kann Probleme wie die Identifizierung inkompressibler und kompressibler Flüssigkeiten, laminare und turbulente Strömungen sowie Mehrphasenströmungsprobleme lösen.
Finite-Elemente-Analyse (FEA): FEA ist eine numerische Methode zur Lösung von Ingenieurproblemen. Dieser Prozess wird verwendet, um ein großes Problem in eine Handvoll kleinerer Probleme, sogenannte Finite-Elemente, zu zerlegen. Mit dieser Methode können Ingenieure komplexe Ingenieurprobleme in handhabbare Teile zerlegen. Eine der Hauptanwendungen von FEA ist die Erstellung von Modellrepräsentationen, in denen getestet werden kann, wie Objekte miteinander interagieren, was ein Verständnis dafür bietet, wie ein tatsächliches Objekt von anderen physikalischen Kräften beeinflusst würde. Beispiele sind Brückenmodellierung, Autocrash-Tests und Tests der strukturellen Integrität eines beliebigen Objekts.
Mechanische Ereignissimulation: Die mechanische Ereignissimulation ermöglicht es Ingenieuren, zu simulieren, wie Objekte auf bestimmte Ereignisse im realen Leben reagieren werden. Ein gutes Beispiel dafür ist eine Simulation, wie ein Mobiltelefon mit einem Zementboden interagiert, wenn es versehentlich fallen gelassen wird. Innerhalb der Simulation kann die Software anzeigen, ob der Bildschirm des Telefons bricht oder ob andere dauerhafte Probleme verursacht werden. Die Software kann dann Änderungen vorschlagen, die am Telefon vorgenommen werden sollten, um es haltbarer und geschützter zu machen, falls es fallen gelassen wird; bei der Berücksichtigung dieser Änderungen können Benutzer die Simulation testen, bis das Produkt ihren Wünschen entspricht.
Elektromagnetische Simulation: Die elektromagnetische Simulation ermöglicht es Benutzern, die elektromagnetischen Eigenschaften von Komponenten oder Systemen zu simulieren. Dies ermöglicht es Ingenieuren in Branchen wie Elektronik und Kommunikation, die Effektivität ihres Komponentendesigns zu bestimmen.
Thermische Simulation: Die thermische Simulation ermöglicht es Benutzern, zu simulieren, wie sich die physikalischen Eigenschaften von Materialien mit Temperaturänderungen verändern. Thermische Simulation kann verwendet werden, um Bereiche wie Elektronikkühlung, thermisches Management in der Automobilindustrie, Wärmetauscher, Druckbehälter und andere Anwendungen zu simulieren, bei denen Benutzer die Auswirkungen thermischer Lasten simulieren müssen.
Weitere Merkmale der Simulations- & CAE-Software: Struktursimulation
Was sind die Vorteile von Simulations- & CAE-Software?
Beschleunigt die Designzeit: Simulationssoftware beschleunigt die Zeit, die Ingenieure benötigen, um Prototypen zu erstellen und zu testen, wie Objekte in der realen Welt funktionieren werden. Dies ermöglicht es Produktentwicklern, die Designleistung zu verbessern, lange bevor ein Produkt hergestellt wird. Ein wichtiges Beispiel dafür ist, wie Flugzeugingenieure ein Flugzeug herstellen, das den Stress einer Landung auf einer Landebahn aushalten kann. In diesem Prozess gibt es so viele Variablen zu berücksichtigen, einschließlich des Materials, der Größe und der Geschwindigkeit des Flugzeugs. Angesichts der Perspektive, wie viele Faktoren in das Sicherheits- und Leistungsdesign eines Flugzeugs einfließen, könnte man denken, dass es unzählige Tage dauern würde, das Design zu manipulieren, um ein zuverlässiges Produkt zu schaffen. CAE ermöglicht es Ingenieuren jedoch, diesen Prozess zu beschleunigen, indem sie Simulationen von Flugzeuglandungen durchführen und genaue Wege aufzeigen, wie der Ingenieur das Design verbessern kann.
Spart Geld: Simulationssoftware ist vollständig virtuell und wird am Computer durchgeführt, daher der Name „computergestützte Ingenieurtechnik“. Da diese Simulationen alle virtuell durchgeführt werden, können Unternehmen viel Geld sparen, indem sie nicht unzählige Designs herstellen müssen, bevor das Endprodukt korrekt ist. Zum Beispiel können Autoingenieure simulieren, wie ein Autounfall ablaufen würde, bevor sie überhaupt das endgültige Experiment durchführen müssen. Auf diese Weise haben Ingenieurteams bereits ein gutes Gefühl dafür, wie der Test verlaufen wird, bevor der Autocrash-Test durchgeführt wird. Das Ergebnis ist, dass weniger Geld für Tests und die Verschrottung tatsächlicher physischer Prototypen ausgegeben werden muss.
Verbessert das Testen: Wenn Prototypen schließlich physisch getestet werden, kann Simulationssoftware helfen, zu analysieren, was während des Tests passiert, und alle wichtigen Fehler zu identifizieren, die aufgetreten sind. Zum Beispiel, wenn ein Auto auf Aufprall getestet wurde und die Karosserie des Autos nicht stark genug war, um einen Crash zu überstehen, kann die Simulationssoftware genau identifizieren, was schief gelaufen ist, und vorschlagen, was geändert werden muss.
Wer verwendet Simulations- & CAE-Software?
Simulations- und CAE-Software wird in einer Vielzahl von Branchen in der Fertigungs- und Ingenieurwelt eingesetzt. Ihre Hauptfunktionen umfassen die Simulation, Validierung und Optimierung von Produkten, die breit auf jedes Unternehmen angewendet werden können, das versucht, ein hergestelltes Produkt zu testen und zu verbessern. Vor diesem Hintergrund sind hier einige Branchen, die Simulationssoftware verwenden.
Automobilindustrie: Historisch gesehen verbrachten Automobilhersteller viel Zeit damit, physische Fahrzeugmodelle zu produzieren und sie dann auf Sicherheit zu testen, indem sie sie tatsächlich gegen physische Barrieren krachen ließen. Mit Fortschritten in der Simulationssoftware werden Design- und Sicherheitstests jedoch alle mit Computersimulationen durchgeführt. Innerhalb der virtuellen Simulation kann ein Auto getestet werden, um Sicherheit, Komfort und Fahrzeughaltbarkeit zu verbessern. Dies hat der Automobilindustrie sowohl Zeit als auch Geld gespart, indem die Notwendigkeit entfällt, unzählige physische Prototypen zu produzieren.
Hersteller: Simulations- und CAE-Software kann Simulationen von Fertigungsmontagelinien erstellen. Dies hilft Herstellern, Ineffizienzen oder Probleme zu identifizieren, bevor sie mit dem Bau teurer Produktionsanlagen beginnen. Durch die Identifizierung dieser Probleme können sie Geld sparen und die Effizienz ihrer Fertigungssysteme steigern.
Elektronikingenieure: Branchen, die mit der Entwicklung elektronischer Produkte arbeiten, können erheblich von der Verwendung von Simulationssoftware profitieren. Einige Simulationswerkzeuge bieten physikbasierte Elektronikdesigns, die schnelle und genaue Lebensdauerprognosen für elektronische Hardware auf Komponenten-, Platinen- und Systemebene in der frühen Designphase bieten. Dies kann für die Produktentwicklung äußerst vorteilhaft sein.
Bildung: Simulations- und CAE-Software wird auch von Pädagogen verwendet, um Ingenieurstudenten zu unterrichten. Für das Lernen oder Lehren von Simulationen bieten mehrere Anbieter sogar akademische oder studentische Editionen ihrer Softwarepakete an, normalerweise zu einem reduzierten Preis.
Software im Zusammenhang mit Simulations- & CAE-Software
Verwandte Lösungen, die zusammen mit Simulations- und CAE-Software verwendet werden können, umfassen:
CAD-Software: Computergestützte Design- (CAD) Software ermöglicht es Benutzern, 3D-Modelle physischer Objekte zu entwerfen. Bevor Simulationssoftware verwendet wird, erstellen Ingenieure oft ein 3D-Design von allem, was sie simulieren möchten. Dies kann ein Gebäude, eine mechanische Baugruppe, eine Ingenieuranlage usw. sein. Sobald das Design abgeschlossen ist, laden Benutzer das Produkt in eine Simulationssoftware hoch, wo sie dann simulieren können, wie das Produkt auf reale Kräfte reagieren würde. Einige Simulationssoftware haben robuste 3D-Design-Funktionen integriert, während andere elementarer sind und am besten durch eine robustere 3D-CAD-Software ergänzt werden.
Herausforderungen mit Simulations- & CAE-Software
Als technisch anspruchsvolle Software kann Simulations- und CAE-Software mit einigen großen Herausforderungen verbunden sein. Einige der häufigsten Herausforderungen sind:
CAD/CAE-Integration: CAD-Dateien unterscheiden sich völlig von CAE-Dateien. In diesem Sinne ist es sehr schwierig, ein Modell in CAD-Software zu erstellen und zu hoffen, dass es für FEA in CAE-Software geeignet ist. Es gibt jedoch Softwareangebote, die es ermöglichen, Design und Analyse in einer integrierten CAD/CAE-Umgebung zu testen, um dieses potenzielle Problem zu vermeiden. Es kann daher am besten sein, eine CAD-Lösung zu finden, die auch CAE-Funktionen bietet.
Lernkurve: CAE-Software hat eine steile Lernkurve. Obwohl es mehr Produkte und Ressourcen gibt, die Anfängern helfen können, wird es dennoch eine erhebliche Zeit dauern, alle Nuancen der Software zu meistern.
Preis: Ein weiteres großes Anliegen für kleine Unternehmen ist der hohe Preis von CAE-Software. Einige kommerzielle CAE-Software kann zwischen 10.000 und 50.000 US-Dollar pro Person kosten, was ein hoher Preis für einen einzelnen Benutzer in einem Unternehmen ist.
Welche Unternehmen sollten Simulations- & CAE-Software kaufen?
Simulations- und CAE-Software hat Anwendungen, die sich über mehrere Branchen sowie mehrere Unternehmenstypen erstrecken.
Struktur- und Automobilingenieurunternehmen: Ob ein Unternehmen Flugzeuge, Autos oder Gebäude konstruiert, Simulationssoftware kann viele Anwendungsfälle für Strukturingenieurteams lösen. Mit vielen Werkzeugen für Stress- und Aufprallanalysen können Benutzer simulieren, wie ihre Strukturen oder Produkte auf reale Umwelteinflüsse reagieren werden.
Fertigungs- und Industrieanlagenunternehmen: Es ist entscheidend, Industrieanlagen auf Stärke, Geschwindigkeit, Sicherheit, Zuverlässigkeit und Ausdauer unter verschiedenen Betriebsbedingungen zu testen. Simulations- und CAE-Software kann das Design von Industrieanlagen früh im Designzyklus optimieren. Dies stellt die Produktion von Hochleistungsmaschinen mit kürzerer Markteinführungszeit und niedrigeren Kosten für physische Tests sicher. Einige der in typischer CAE-Software verwendeten Werkzeuge umfassen Montieren, Klemmen, Einstellen, Drehen und andere Elemente.
Wie kauft man Simulations- & CAE-Software
Anforderungserhebung (RFI/RFP) für Simulations- & CAE-Software
Die Anforderungserhebung für Simulations- und CAE-Software ist entscheidend, um sicherzustellen, dass das Unternehmen ein Produkt implementiert, das alle seine Bedürfnisse erfüllt. Dazu müssen Unternehmen ihre kritischen Bedürfnisse bewerten.
Vergleichen Sie Simulations- & CAE-Softwareprodukte
Erstellen Sie eine Longlist
Longlists werden erstellt, indem Softwareoptionen eliminiert werden, die keine kritischen Funktionen bieten. Um eine Longlist für Simulationssoftware zu erstellen, sollte ein Käufer die folgenden Funktionen betrachten und feststellen, welche Produkte die erforderliche Funktionalität bieten:
- Finite-Elemente-Analyse
- Numerische Strömungsmechanik
- Thermische Simulation
- Kontinuierliche Ereignismodellierung
- Mechanische Ereignissimulation
- Fertigungsprozesssimulation
- 3D-Design und Modellierung
- Zeichenwerkzeuge
Erstellen Sie eine Shortlist
Sobald ein Käufer seine Liste anhand der oben genannten Funktionalität eingegrenzt hat, ist es wichtig, noch spezifischere Anforderungen zu erhalten. Ein Käufer könnte nach Simulationssoftware suchen, die eine breite Palette von CAD-Integrationen ermöglicht, oder einige Käufer könnten nach Lösungen suchen, die sich speziell auf Mehrkörperdynamik oder Elektroniksimulationen spezialisieren. Darüber hinaus ist CAE nicht einfach zu erlernen, daher kann es wichtig sein, es auf Anbieter einzugrenzen, die großartige Implementierungsunterstützung oder zusätzliche Ressourcen bieten, um zu lernen, wie man die Simulationssoftware verwendet.
Führen Sie Demos durch
Demos sind eine der wichtigsten Phasen im Kaufprozess. Dies ermöglicht es einem Käufer, eine tatsächliche Produktdemo zu durchlaufen und zu sehen, ob das Produkt alle Anforderungen erfüllt. Um sicherzustellen, dass die Demo reibungslos verläuft, müssen Benutzer sicherstellen, dass der Anbieter alle Anforderungen im Voraus hat, damit er seine Funktionen ordnungsgemäß präsentieren kann. Einige der Anwendungsfälle, die ein Unternehmen den Anbieter bitten sollte, zu präsentieren, sind:
Spezifische Simulationsfunktionen: Bevor man in die Demo einsteigt, muss ein potenzieller Käufer herausfinden, welche Simulationsfunktionen für ihn am wichtigsten sind. Wenn ein Käufer nach thermischen, flüssigen oder strukturellen Simulationen sucht, sollten die Käufer sicherstellen, dass der Anbieter diese spezifischen Funktionen präsentiert.
Workflows: Ein weiteres wichtiges Merkmal, das präsentiert werden sollte, ist die Workflow-Funktionalität. Wie bietet die Lösung ein besseres Workflow-Management für CAE-Projekte? Können Benutzer Projekte einfach teilen, gibt es einfache Funktionen für das Inhaltsmanagement?
Auswahl von Simulations- & CAE-Software
Wählen Sie ein Auswahlteam
Simulations- und CAE-Software wird am häufigsten von Ingenieuren sowie von Managern verwendet, die diese Ingenieurteams beaufsichtigen. Daher müssen einige leitende Ingenieure und relevante Manager in den Entscheidungsprozess einbezogen werden. Mindestens sollte das Auswahlteam aus mindestens drei leitenden Ingenieuren und zwei Mitgliedern des Managements bestehen. Da Simulationssoftware kostspielig ist, wird dies sicherstellen, dass genügend Augen auf das Projekt gerichtet sind, um sicherzustellen, dass die beste Entscheidung getroffen wird.
Verhandlung
Bei Verhandlungen während der Kaufphase wird empfohlen, immer klein anzufangen, was Lizenzen und Funktionalität betrifft. Lizenzen werden immer der größte Kostenfaktor bei jedem Kauf sein, und oft kaufen Unternehmen zusätzliche Lizenzen oder Funktionen in einem Produkt, die sie nicht unbedingt benötigen. Während dieser Verhandlung werden Anbieter versuchen, Käufer davon zu überzeugen, dass sie Rabatte auf mehr Funktionalität oder Lizenzen anbieten können, wenn sie in großen Mengen kaufen, aber die meisten Unternehmen benötigen dies nicht. Wenn Unternehmen später ein paar weitere Lizenzen benötigen, können sie diese bei Bedarf immer hinzufügen.
Zusätzlich dazu sollte das Auswahlteam immer darauf hinarbeiten, dass Implementierungs- und laufende Supportgebühren in den Kosten enthalten sind. Wie bereits erwähnt, ist Simulationssoftware nicht einfach zu erlernen. Vor dem Kauf müssen Käufer sicherstellen, dass der Anbieter regelmäßige Schulungen oder sogar Online-Schulungsoptionen anbietet, um neuen Benutzern zu helfen, sich schnell einzuarbeiten. Auf diese Weise können Unternehmen bei Bedarf immer ihren Kundenbetreuer oder Supportmitarbeiter kontaktieren.
Endgültige Entscheidung
Nach der Verhandlungsphase erfordert die endgültige Entscheidung die Zustimmung aller Mitglieder des Auswahlteams. Es ist wichtig sicherzustellen, dass alle Anforderungen erfüllt sind und die endgültige Entscheidung von allen Beteiligten unterstützt wird.
Was kostet Simulations- & CAE-Software?
Es gibt eine Vielzahl von Faktoren, die sowohl die anfänglichen als auch die laufenden Kosten von Simulationssoftware beeinflussen. Für die anfänglichen Kosten zahlt ein Unternehmen für die Einrichtung, alle benutzerdefinierten Integrationen und Schulungen. Die laufenden Kosten sind die Abonnementkosten für die tatsächliche Nutzung der Software. Viele Simulationssoftware-Optionen werden normalerweise im Abonnementmodell betrieben, was bedeutet, dass Benutzer eine monatliche oder jährliche Gebühr zahlen, um die Software zu nutzen. Das Abonnementmodell ist in der Regel als Pro-Benutzer-Modell eingerichtet und wird letztendlich die größten Kosten verursachen. Wie bereits erwähnt, ist es wichtig, die anfänglichen Kosten zu begrenzen, indem man sofort für eine begrenzte Anzahl von Lizenzen zahlt, da Käufer noch herausfinden müssen, ob die Software letztendlich die beste Wahl für ihr Unternehmen ist. In Bezug auf harte Zahlen gibt es Simulationssoftware für so wenig wie 30 US-Dollar pro Benutzer auf monatlicher Basis, während einige bis zu 100 US-Dollar pro Benutzer pro Monat kosten.
Return on Investment (ROI)
Nachfolgend ist die Aufschlüsselung der geschätzten Zeit bis zum ROI gemäß den Bewertungsdaten auf G2 ab dem 4. Mai 2021:
35% der Käufer sehen einen ROI in 6 Monaten oder weniger
26% der Käufer sehen einen ROI in 7-12 Monaten
19 % der Käufer sehen einen ROI in 13-24 Monaten
7% der Käufer sehen einen ROI von 24-36 Monaten
7% der Käufer sehen einen ROI in 48+ Monaten
7% der Käufer haben noch keine vollständige Amortisation erreicht
Trends in der Simulations- & CAE-Software
Maschinelles Lernen
Maschinelles Lernen kann helfen, Ingenieursimulationen zu beschleunigen, indem es hochgenaue Vorhersagen ermöglicht. Mit Werkzeugen wie statistischem Lernen können Computer selbstständig lernen und bessere Daten entwickeln. Dies kann helfen, das optimale Design eines Produkts zu beschleunigen. Ein Beispiel wäre Daten, die aus einer Autocrash-Simulation extrahiert werden, die tausendfach wiederholt wird. Innerhalb von Simulationen können maschinelle Lernwerkzeuge verstehen, welche Änderungen vorgenommen werden müssen, um das Auto sicherer zu machen, ohne die Integrität des Designs zu opfern.
