12. InternatIonale MtZ-KonferenZ Virtual Powertrain CreationDie steten Änderungen der Rahmenbedingungen für die Motorenentwicklung erfordern von allen Beteiligten ein hohes Maß an Flexibilität. Das Arbei-ten im virtuellen Raum kann dabei helfen, Druck aus den Prozessen zu nehmen. Über die jüngsten Entwicklungen informierte die 12. Internatio-nale MTZ-Konferenz Virtual Powertrain Creation.

Die zunehmende Verästelung im Bereich der Triebstrangentwicklung stellt die beteiligten Ingenieure vor große Herausforderungen. Gilt es doch, immer höhere Anforderungen an Emissions- und Verbrauchsverhal-ten zu effizienteren und sparsameren Motoren umzusetzen und gleichzeitig die Entwicklung von Hybrid- und Elektrofahrzeugen mit der gebotenen Eile voranzutreiben. Diese oftmals an einen Spagat erinnernde Aufgaben-vielfalt lässt sich nur noch durch den Einsatz innovativer und effizienzstei-gernder Entwicklungswerkzeuge bewältigen. Entsprechend groß – und teilweise auch unübersichtlich – ist das Angebot an Hilfsmitteln für reale und virtuelle Teilaufgaben des Ent-wicklungsprozesses. Vor allem digi-tale Engineeringwerkzeuge können die Prozesse erheblich beschleuni-gen. Doch ebenso dynamisch wie die Softwaretools selbst, verändern sich auch die damit verbundenen Strategien.

Neue SchwerpuNkte für ANweNduNgeN

So können die Werkzeuge der digita-len Produktentwicklung zwar als Hilfsmittel die verschiedenen Welten kontinuierlich über den gesamten Pro-duktlebenszyklus verzahnen. Doch dazu müssen neue Schwerpunkte in ihrer Anwendung gesetzt werden. Daraus resultieren Zielkonflikte, deren Auflösung viel Zeit und Energie erfor-dert. In diesem Rahmen gilt es unter anderem, die unterschiedlichen Sicht-weisen und Einzelaktivitäten zu ver-einheitlichen und durch einen ganz-heitlichen Ansatz zu ersetzen.

Dazu ist es noch ein weiter Weg. Zu groß sind momentan die Unstimmig-keiten zwischen dem Anspruch und der Umsetzung der digitalen Produkt-entwicklung. Neben der Methodik spielt nicht zuletzt der Faktor Mensch eine bremsende Rolle, da eine bereichs-übergreifende Denkweise der Mitar-beiter bislang ebenso wenig gefördert

wurde wie die eigentlich notwendige enge Zusammenarbeit.

Derlei grundsätzliche Schwierigkei-ten bei der Einführung digitaler Werk-zeuge lassen sich auch im Bereich der virtuellen Triebstrangentwicklung beobachten. Allein die europäische Aufholjagd bei der Hybridisierung sowie die Vorbereitungen auf elektro-motorische Antriebe schafften einen großen Bedarf nach einer standardi-sierten Auslegung der elektrischen Triebstrangkomponenten in einer frü-hen Entwicklungsphase. Dies umso mehr, weil mangels verfügbarer Bau-kästen und Bibliotheken noch viel Basisarbeit in der Entwicklung geleis-tet werden muss.

SkAlierbAreS SimulAtioNS-modell für pArAllel-hybride

Um die Wirkungsgradkennfelder elek-trischer Hybridkomponenten besser abschätzen zu können, wurde an der

Aktuell TAgungsBERIChT

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TU München ein skalierbares Simula-tionsmodell für Parallel-Hybride ent-wickelt. Das Modell kann verschie-dene Fahrzyklen nachbilden und erlaubt so die Berechnung von Ver-bräuchen. Die Skalierbarkeit führt zu hohen Freiheitsgraden in der Entwick-lung. Neben Größe und Typ des Elekt-romotors lassen sich auch die Art der Energiespeicherung sowie der zu kop-pelnde Verbrennungsmotor variieren.

Auch Abgasbehandlungssysteme, die oftmals eine Annäherung an den verfügbaren Bauraum, Montageas-pekte und Kostenlimits darstellen, lassen sich heute mit einschlägigen Methoden simulieren. Da es sich dabei nicht nur um Mechanik, sondern auch um komplexe physikalische und che-mische Prozesse handelt, stellt die Simulation in der Regel einen Kompro-miss aus verfügbarer Rechnerleistung und Exaktheit der einzelnen Rechen-modelle dar. Wieder andere Ansätze betreffen die CFD-Simulation zur Ruß-prognose an aufgeladenen Ottomoto-ren mit Direkteinspritzung oder die Optimierung von Parametern zur Qua-litätssteigerung bei 3D-Verbrennungs-rechnungen.

Vom Grundsatz gilt, dass derlei CAE-Prozesse und -Methoden in der Antriebsstrangentwicklung einen fes-ten Platz eingenommen haben. Die

aktuellen technologischen und ökono-mischen Herausforderungen der Bran-che lassen erwarten, dass die Bedeu-tung solcher Entwicklungswerkzeuge noch weiter zunimmt. Nicht zuletzt deshalb, weil die rasante Entwicklung auf der Hard- und Softwareseite dazu geführt hat, dass CAE sehr breit einge-setzt werden kann.

Allerdings hat sich auch herausge-stellt, dass dem Management von CAE-Prozessen und -Daten in der Projektabwicklung eine zentrale Bedeutung zukommt, um Qualitäts- und Freigabeprozesse effizient unter-stützen zu können und gleichzeitig einen nachhaltigen Aufbau von Wis-sen aus den gewonnenen Erkenntnis-sen sicherzustellen. Ansatzpunkte dazu sind eine Standardisierung von CAE-Methoden, die Definition von Datenmodellen zum einheitlichen Datenmanagement über alle Metho-den hinweg sowie eine auf System und Komponenten ausgerichtete Erfassung von Zielgrößen und Werten.

Die Verfügbarkeit selbst komplexer Simulationsmethoden – so die ein-hellige Meinung anlässlich der 12. MTZ-Konferenz Virtual Powertrain Creation – ist in der Regel nicht das Problem. Dafür sorgen schon die ein-schlägigen Softwareanbieter, die gemeinsam mit ihren Lead-Kunden

immer neue Lösungen auf den Markt bringen. Die Herausforderung in der täglichen Praxis lautet vielmehr, je nach Entwicklungsstand des Produkts und der damit verbundenen Verfügbar-keit exakter Datensätze die jeweils effektivste Simulationsmethode anzu-wenden und die damit gewonnenen Erkenntnisse weiteren Arbeiten zugänglich zu machen.

Dabei sind die anwendenden Unter-nehmen selbst gefordert. Die Einfüh-rung verzahnter und bereichsübergrei-fender Abläufe gilt dafür als wichtiger Schritt. Ebenso die Implementierung der teilweise noch jungen Simulations-methoden in die Prozessketten. Die langfristige Zielsetzung könnte lauten, alle relevanten Planungsaspekte und Planungsbereiche prozessual und daten-technisch zu integrieren. Dafür bieten sich Pilotprojekte an. So gesehen stehen die Arbeiten jenseits von Zeit und Raum noch immer am Anfang einer umfas-senden Anwendungskarriere.

stefan schlottdie Simulation des brennverfahrens verhilft zu kontinuierlichen Verbesserungen beim Verbrauchsverhalten

16303I2011 72. Jahrgang

dr. JohANNeS liebl, bmw group:„Die Diskussion um den Klimawandel und die End-lichkeit der Ressourcen gefährdet die Mobilität.“

frANz zieher, AVl liSt:„Dem Management von CAE-Prozessen und -Daten kommt eine zentrale Bedeutung zu.“

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