Abbildung und Automatisierung von Prozessabläufen mit SIMULIA Isight

In der letzten Ausgabe unseres Magazins haben wir über die rechnergestützte Design-Optimierung zur Beurteilung von Entwürfen im Produkt-Entwicklungsprozess mit SIMULIA Isight berichtet. Eine wesentliche Funktionalität von Isight ist auch die Abbildung von Prozessabläufen.

In der letzten Ausgabe unseres Magazins haben wir über die rechnergestützte Design-Optimierung zur Beurteilung von Entwürfen im Produkt-Entwicklungsprozess mit SIMULIA Isight berichtet. Eine wesentliche Funktionalität von Isight ist auch die Abbildung von Prozessabläufen. Hiermit lassen sich standardisierte und regelmäßig wiederkehrende Aufgaben im Entwicklungsprozess automatisieren bis hin zur Vorbereitung und Erstellung von Auswertungen und Berichten. Die wesentlichen Prozesskomponenten sind wie folgt aufgeführt:

  • Task: einmalige Ausführung eines Ablaufs
  • Loop: Ausführung einer Schleife
  • Design of Experiments (DOE): Sensitivitätsanalyse – wesentliche Einflussfaktoren ermitteln und bewerten
  • Parametrische Optimierung: für eine oder mehrere Zielgrößen ein Optimum bestimmen
  • Monte Carlo: Unsicherheiten bewerten, stochastische Einflüsse wirken auf die Eingangsgrößen gemäß einer vorgegebenen Verteilungsfunktion
  • Six Sigma Analysis: Zuverlässigkeit verstehen; wird in Verbindung mit anderen Prozesskomponenten (z.B. DOE oder Monte Carlo) verwendet
  • Approximation: Anwendung mathematischer Modelle, die den Zusammenhang zwischen gegebenen Eingaben und resultierenden Antworten annähern
  • Taguchi Robust Design: Robustheitsanalyse nach der Taguchi-Methode
  • Evaluationsmethoden: suchen in einem komplexen Umfeld nach den globalen Optima; hoher Rechenaufwand
  • SDI - Stochastic Design Improvement: beschreibt eine auf der Monte Carlo Simulation basierende iterative Vorgehensweise zur Verbesserung eines Entwurfs
  • Target Solver: variiert die Werte der Eingabevariablen in einem vorgegebenen Bereich bis die Zielgrößen innerhalb einer vorgegebenen Toleranz erreicht sind

Zu den Aktivitätskomponenten gehören die im Bild 1 dargestellten Module:

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Bild 1: Module der Aktivitätskomponenten

Isight unterstützt eine Vielzahl kommerzieller Anwendungen und Schnittstellen zum Betriebssystem, zu eigener Software und zu den allgemeinen MS/Office-Paketen. Die Erstellung des Simulationsmodells erfolgt im Design Gateway von Isight. Hier werden die einzelnen Komponenten miteinander verknüpft und die verwendeten Verfahren und ihre Parameter sowie die Bereichsgrenzen definiert.

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Bild 2: Einfache Modellerstellung durch Drag & Drop im Isight Design Gateway

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Bild 3: Parameter Mapping zwischen den einzelnen Modulen

Datenanalyse und Durchführung des Simflows mit dem Isight Runtime Gateway

Die Auswertung umfasst eine Vielzahl von Möglichkeiten:
Übersichtstabellen über den Berechnungsablauf, Parameter-Verlauf, Run Grading sowie Korrelationsdarstellung/ -tabellen, 2D & 3D Scatter Plots, Self-Organizing Maps, Kontur- und Flächenplots, Pareto Graphen, Wahrscheinlichkeitsverteilungen.

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Bild 4: Verlauf einer DOE-Analyse (grün: bestes Ergebnis, rot: erfüllen die Vorgaben nicht; weiß/blau: erfüllen die Vorgaben)

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Bild 5a: Pareto-Darstellung – Einfluss einzelner Parameter auf die Zielgröße

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Bild 5b: Pareto-Darstellung – Einfluss einzelner Parameter auf die Zielgröße

Wenig bekannt ist die Tatsache, dass mit Isight unter gewissen Voraussetzungen auch Rechentoken bei der Verwendung der Abaqus-Solver eingespart werden können. Abaqus verbraucht weniger Rechentoken, wenn es an erster Stelle in einen Isight Simflow integriert ist.

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Bild 6a: Einsparung von Solver-Token durch Isight

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Bild 6b: Einsparung von Solver-Token durch Isight

Die Lizensierung von Isight erfolgt über das Extended Portfolio, wobei zur Ausführung der beiden Gateways (Design und Runtime) eine sogenannte Extended CAE-Lizenz erforderlich ist. Die Ausführung eines Simflow erfordert neben den Rechentoken für die Abaqus-Solver auch noch Token für die einzelnen Prozesse bzw. die Solver von Drittprodukten.