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Virtuelles Prototyping

Mit unserer Simulations-„Toolbox“ führen wir traditionell getrennte Forschungsbereiche im virtuellen Labor zusammen.

Auf dem Weg zur optimalen Technologie

Design und Entwicklung haben sich in den vergangenen Jahrzehnten dramatisch verändert. Dabei spielten die Computerisierung und Automation eine entscheidende Rolle. Vor allem in den letzten Jahren gab es einen klaren Trend zur Virtualisierung und zum verteilten Design – es wird erprobt und produziert.

Unser Planet verschmilzt zu einer globalen Fabrik, in der Entwicklung durch virtuelles Prototyping, auch simulationsbasiertes Design genannt, stattfindet. In vielerlei Hinsicht werden physikalische, zeitliche und konzeptionelle Aspekte hier integriert. Wir wollen Lösungskonzepte erarbeiten, um diese Aspekte der Technologie in ein neues Zeitalter zu führen.

Interaktion statt Versuch und Irrtum

Wir wollen ein vollständiges integratives virtuelles Prototyping erreichen. Dieses soll

  • einen tieferen Einblick und gesteigerte Effizienz bringen sowie
  • Nachhaltigkeit und Interoperabilität.

In neuen Umgebungen vereinen wir bisher getrennte Entwicklungs- und Betriebsphasen – von einer universellen Simulationsinfrastruktur bis hin zu Produktion, Betrieb und Recycling.

Unsere Vision hilft uns, die virtuelle und die physische Welt zusammen zu bringen und schafft so die Basis für eine neue Ära.

Hier erfahren Sie mehr über die fünf Key Ingredients, derer wir uns bedienen um zu einem integrativen virtuellen Prototyping zu gelangen:

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Von heterogener Entwicklung als Fortschrittsbremse …
Traditionelle Entwicklungszyklen bestehen aus isolierten und sequenziellen Design-, Simulations- und Visualisierungsphasen. Diese Schritte finden typischerweise in heterogenen Umgebungen statt. Die Trennung der Phasen verkompliziert die Entwicklung oftmals stark.

… zu effektiven Umgebungen.
Forscherinnen und Forscher in SimTech entwickeln effektive Workflow-Konzepte und -Umgebungen. So machen wir ein integriertes und interaktives Protoyping möglich. Unsere Workflow-Umgebungen

  • machen eine unmittelbare Steuerung möglich,
  • unterstützen die menschliche Wahrnehmung
  • und helfen dabei, Designerfahrung zu erlangen.

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Forschungsfelder E, F

Von Redundanz und Inkompatibilität …

Heutige Forschung und Entwicklung wird oftmals durch fehlerhafte und unpassende Simulationstechnologie behindert. Dieser Umstand erfordert oft eine wiederholte Remodellierung und Konvertierung.

… zu modularer Simulationstechnologie.
In SimTech entwickeln wir eine verteilte Software-Infrastruktur. Sie unterstützt Multiphysik- und Mehrskalen-Simulation und vereinheitlicht Workflow und Visualisierung. So erhöhen wir

  • Gesamtintegration,
  • Effizienz
  • und Wiederverwendbarkeit.

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Forschungsfelder A, B, C, D, E, F

Von der isolierten Analyse, die Phänomene verschleiert, ….
Virtuelles Prototyping erfordert eine Echtzeitanalyse. Sie bietet unmittelbare Einsichten in komplexe und große Datensätze. Traditionell führen Forscherinnen und Forscher die jedoch Visualisierung oft offline durch, das heißt nach der Simulation. So können nur isolierte Mechanismen analysiert werden.

… zum Sichtbarmachen.
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in SimTech entwickeln Echtzeit-Visualisierungstechniken für komplexe zeitabhängige Daten. Mit einer Merkmalsextraktion leiten sie die Aufmerksamkeit auf relevante Einzelheiten. So entsteht die Basis für weitere Analysen.

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Forschungsfelder E, F

Von heterogener Produktion, die sich schwer koordinieren lässt, …
Die Produktionsplanung in der Simulationstechnologie hat sich bisher auf Teilkomponenten von Maschinen und Fabriken konzentriert. Deshalb wurde oft nur verteilt und uneinheitlich produziert. So entstanden hohe Initialkosten und die Überwachung während des Betriebs wurde erschwert.

… zu simultaner Produktion.
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in SimTech integrieren die Produktion in den Entwicklungszyklus. So erzielen wir Fortschritte in Effizienz und Umweltfreundlichkeit. Auf dieser Grundlage wird eine hochflexible Produktion mittels Echtzeit-Rekonfiguration möglich.

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Forschungsfelder B, C, D

Von entkoppelten Design- und Betriebsphasen …
Betrieb und Recycling sind typischerweise klar von Design, Simulation und Produktion getrennt. Expliziter Transfer von Wissen und Daten zwischen diesen Bereichen

  • verursacht hohe Kosten
  • und beeinträchtigt die Effizienz.

… zur Zusammenführung.
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in SimTech erforschen die Zusammenführung von Simulationen und Sensornetzwerken. Wir suchen Lösungen, um die Grenzen zwischen der virtuellen und der physischen Welt sowie zwischen Entwicklung und Betrieb aufzuheben.

Wenn wir diese Erkenntnisse mit unserer Forschung auf dem Gebiet des computergestützten Materialdesigns kombinieren, können wir selbstkonfigurierende und ganzheitliche Technologien entwickeln.

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Forschungsfelder C, E, G