Projekt: eEgO

Entwicklung von Softwaremethoden zur effizienten Ersatzmodell gestützten Optimierung für die Crashauslegung im Fahrzeugentwicklungsprozess

Laufzeit: 01.09.2014 - 31.08.2017
BMBF Förderinitiative KMU-innovativ, Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT)
Forschungsbereich Softwaresysteme und Wissenstechnologien
FKZ: 01IS13025A


Projektpartner:

Problemstellung

Das Projektvorhaben eEgO begegnet dem steigenden Bedarf an Crashsimulationen durch strengere gesetzliche Anforderungen, wachsende Kundenwünsche und den Einsatz neuer Materialkombinationen. Mit der im Projekt eEgO verfolgten Erforschung und Entwicklung innovativer Softwaretools soll die virtuelle Strukturoptimierung von Fahrzeugkarosserien nachhaltig verbessert und damit ein erhebliches wirtschaftliches und technisches Potenzial erschlossen werden. Das Streben nach Verfeinerung der physikalischen Modelle betrifft nicht nur die Anzahl der Elemente, sondern z.B. auch die bessere Abbildung des Materialversagens. Die Anforderung, robuste Aussagen aus den Crashsimulationen zu erzielen, führt durch die Einführung stochastischer Analysen ebenfalls zu längeren Rechenzeiten. Die Steigerung der Leistungsfähigkeit der Computer pro eingesetzten Euro wirkt dem entgegen, kann aber keinen ausreichenden Beitrag zur wirklichen Reduzierung der Rechenzeit leisten. Diese ist aber notwendig, will man mathematische Verfahren der Strukturoptimierung als effiziente Werkzeuge in der Fahrzeugentwicklung einsetzen.

Simulationsziel

Bislang beruht die virtuelle Crashauslegung auf sehr detaillierten und rechenzeitintensiven Finite-Elemente-Modellen. Auch in Zukunft werden diese Simulationsmodelle immer weiter verfeinert und damit rechenzeitintensiver. Durch den Einsatz von mathematischen Verfahren zur Strukturoptimierung kann zusätzlich ein erhebliches Potenzial für den Auslegungsprozess erschlossen werden. Hierbei werden jedoch 500 bis 1000 solcher Crashberechnungen benötigt. Daraus ergeben sich für die Industrie Rechenzeiten, die bislang weder wirtschaftlich noch praktikabel sind. Durch die Verwendung von physikalischen und mathematischen Ersatzmodellen sollen die Antwortzeiten in der Strukturoptimierung reduziert werden und der Einsatz im Fahrzeugentwicklungsprozess (FEP) ermöglicht werden.

Hierzu werden im Projektvorhaben eEgO neue Verfahren, Methoden und Softwaretools entwickelt, um geeignete Ersatzmodelle (teil-)automatisiert ableiten und sie in einer neuen Optimierungsumgebung anwenden zu können. Ziel ist eine deutliche Effizienzsteigerung der Strukturoptimierung. Neben der Reduzierung der Rechenzeiten haben Ersatzmodelle den weiteren großen Vorteil, dass Systementwicklern (Zulieferern) die Möglichkeit gegeben wird, eigene Entwicklungsarbeiten an weitgehend entkoppelten Ersatzmodellen zu leisten. Ebenfalls geplant ist eine Untersuchung der Optimierungsmethoden bzgl. der Erweiterung auf weitere Branchen (z. B. Maschinenbau).

Arbeitspakete

AP 0: Projektkoordination
AP 1: Literaturrecherche
AP 2: Bereitstellung und Aufarbeitung industrieller Anwendungsbeispiele
AP 3: Definition Anforderungen, Designvariablen, Zielgrößen und Restriktionen
AP 4: Methodik zur Abgrenzung von Substrukturen
AP 5: Verfahren zur Erstellung von Substrukturen
AP 6: Methode für den automatischen Update von Substrukturen
AP 7: Methode zur Ableitung physikalischer Ersatzmodelle
AP 8: Verfahren für die hierarchische Multilevel-Optimierung
AP 9: Verfahren für die Multimodel-Optimierung
AP 10: Verfahren für die Optimierung mit diskreten Parametern
AP 11: Mathematische Ersatzmodelle / Metamodelle
AP 12: Workflow

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Assoziierte Partner:


„Wir haben uns mit diesem Projekt ehrgeizige Ziele gesetzt. Das Potenzial ist beträchtlich. Mit dem Know-How der Verbundpartner und der Unterstützung unserer Industriepartner sind wir zuversichtlich, innovative Lösungen entwickeln zu können.“

Projektkoordinator Dipl.-Ing. Alexander F. Walser