Simulation Software Anbieter – Vergleich

Simulation-Software bildet technische Systeme als mathematische Modelle ab und berechnet ihr Verhalten unter definierten Randbedingungen. Bei klar definierten Lastfällen prognostizieren numerische Algorithmen Kräfte, Temperaturen oder Strömungszustände, ohne dass ein physischer Prototyp nötig ist. Passen die Materialgesetze nicht, sinkt die Aussagekraft der Ergebnisse. Dann braucht das Modell andere Parameter oder eine andere Abstraktionsebene.

Grundlagen und Rechenansätze in CAE

In der CAE-Software prägen vier Ansätze die Praxis. Kurze Faustregel: Der Solver folgt der Physik, nicht umgekehrt. Die Finite-Elemente-Methode (FEM) zerlegt ein Kontinuum in Elemente und löst lokale Gleichungen für Spannungen oder Wärmeleitung. Computational Fluid Dynamics (CFD) berechnet Geschwindigkeits- und Druckfelder in Gasen und Flüssigkeiten. Die Mehrkörpersimulation (MKS) koppelt starre oder flexible Körper zu Bewegungsdynamik. Die Diskrete Ereignissimulation (DES) taktet Prozesszustände anhand von Ereignissen wie „Teil an Station“.

Anwendungsfall: Bei einem Lagerbock aus Stahl S355 prüft FEM eine statische Last von 20 kN gegen die zulässige Spannung. Dabei bleibt CFD außen vor. Die Abbildung ist rechnerisch präzise, aber nur bei sauberer Netzqualität plausibel. Wenn Kontaktflächen schlupfen, erhöhen nichtlineare Randbedingungen die Rechenzeit. Für Bewegungsabläufe mit Gelenken liefert MKS schneller belastbare Kennwerte wie Winkelbeschleunigungen.

Schnittstellen, Datenformate und Rechentechnik

Bei Geometrieänderungen entscheidet die Anbindung an CAD-Systeme über den Durchsatz im Entwicklungszyklus. Das System importiert 3D-Modelle typischerweise über *STEP (ISO 10303)* und überführt sie in berechnungsfähige Netze. Ein PLM-System (Product Lifecycle Management) verwaltet Variantenstände und hält Ergebnisdateien referenzierbar. So bleiben Vergleichsläufe zwischen Revisionen nachvollziehbar.

Rechenlast skaliert mit Freiheitsgraden und Zeitschritten. Kurz gesagt: Kerne ersetzen keine Modelllogik. Bei transienten CFD-Rechnungen verteilen High-Performance-Computing-Setups (HPC) Iterationen auf mehrere Prozessorkerne oder Knoten, während On-Premise-Installationen durch lokale Hardware limitiert sind. Cloud-Plattformen liefern elastische Ressourcen für Spitzenlasten, koppeln den Zugriff aber an Netzwerkdurchsatz und Sicherheitsarchitektur der Umgebung.

Anwendungsfelder und Normbezug

Industriesegmente verlangen unterschiedliche Nachweise aus Simulationsergebnissen. In der Automobilentwicklung dominieren Crash-Berechnungen sowie NVH-Analysen (Noise, Vibration, Harshness). In der Luftfahrt treten Strukturmodelle mit Thermallasten hinzu. Maschinenbauprojekte prüfen häufig die Dauerfestigkeit anhand lastkollektiver Zeitreihen, während die Elektronikentwicklung Temperaturverteilungen auf Leiterplatten und EMV-Effekte (elektromagnetische Verträglichkeit) quantifiziert.

• Automobilindustrie: Crash-Auslegung mit zeitabhängigen Beschleunigungen im Millisekundenbereich
• Luftfahrt: Flügelprofil-Strömung mit Druckbeiwerten entlang definierter Schnitte
• Maschinenbau: Lebensdauerabschätzung aus Spannungsamplituden und Werkstoffkennwerten
• Elektronik: Hotspot-Prognose auf Leiterplatten bei festgelegter Verlustleistung in Watt

Keine Norm bewertet ein einzelnes Ergebnis automatisch als „richtig“, doch Qualitätsrahmen beeinflussen die Verlässlichkeit des Softwareprozesses. *ISO 9001* beschreibt Anforderungen an Qualitätsmanagementsysteme beim Hersteller. Damit steigen Reproduzierbarkeit von Releases und die Dokumentationsdisziplin.

Kaufkriterien: Bereitstellung, Lizenzen und Serviceumfang

Lizenzmodelle strukturieren Kosten über Jahre: Perpetual Licenses binden Kapital früh, Subscription Licenses verteilen Ausgaben periodisch, Floating-Lizenzen teilen Token zwischen Arbeitsplätzen. Supportpakete unterscheiden sich meist nach Reaktionszeiten und Updatekanälen. Patches schließen Schwachstellen oft innerhalb fester Wartungsfenster. Entscheidend ist die Passung zu CAD-Anbindung, HPC-Bedarf und IT-Vorgaben.

• Lizenzkosten: Nutzungsrechte als Kauf-, Miet- oder Tokenmodell
• Wartungsgebühren: Updates, Patches und Supportlevel je Vertragsperiode
• Integrationskosten: Kopplung an CAD/PLM inklusive Datenmapping für STEP