Zertifizierungsgerechte Simulationsmodelle

von | Okt 14, 2020 | aktuelle Beiträge

Wie kann das Simulationsmodell zu einer Produktzertifizierung beitragen

Das Ziel ist es, ein komplettes elektronisches Gerät als Virtuellen Zwilling zu erstellen, welches  bezogen auf das Realmodell, die gleiche thermische Charakteristik aufzeigt und somit den Anforderungen einer „Virtuellen Zulassungsprüfung“ genügt.

(Hier geht es zum ausführlichen Bericht auf der Seite von der Elektronik Praxis Zeitschrift)

Die Idee zur virtuellen Zertifizierung hört sich einfach an….

Jedes elektronische Gerät muss vor der Marktreife mehrere Prüfungen im Rahmen des Zertifizierungsprozesses durchlaufen. Diese können teilweise aufwendig und zeitintensiv sein. Grenzt man diese Zertifizierungsvorgaben auf das Thermische Verhalten ein, könnten verschiedenste Ausbaustufen einer Gerätefamilie zukünftig auf Basis des Virtuellen Zwillings stattfinden.

Der Hersteller würde sozusagen bei zukünftigen thermischen Testreihen parallel das Simulationsmodell verifizieren und zertifizieren lassen. Für weiterführende Zertifizierungsdurchläufe bei leichten Gerätevarianten oder Ausbaustufen, sollte nur noch das Simulationsmodell zur Zertifizierung vorgelegt werden müssen.

…aber es bedarf einiger Voraussetzungen

UL, ein international führendes Unternehmen der Sicherheitswissenschaften, setzt schon seit längerem Simulationsmodelle für unterschiedliche Belange ein. Hierbei hat es sich gezeigt, dass die Kombination von Tool,  der fachlicher Expertise und einem reibungslosen Prozess für  ein effektives Ergebnis entscheidend sind. Einige Hauptkriterien waren zu berücksichtigen, um die Idee einer virtuellen Zertifizierung an einem Pilotprojekt testen zu können. Nach einer Evaluierung konnte ALPHA-Numerics mit der CFD-Software 6SigmaET als starker Partner im Pilotprojekt integriert werden

Die Hauptkriterien waren und sind:

  • Es bedarf eines sehr erfahrenen Anwenders, um ein realitätsnahes CFD-Modell aufzubauen, wie z.B. das ALPHA Numerics Team und die CFD Software 6SigmaET
  • Der Modellaufbau muss durch die leichte Übernahme volldetaillierter CAD-Daten in einer vertretbaren Zeit durchführbar sein
  • Die CFD-Software muss die Erstellung von Elektronikparts wie Kabel, Stecker, Leiterplatinen mit Layout, Trafos oder Elektronikkomponenten durch einfache Menüs unterstützen
  • Aufgabenbezogen müssen spezielle Randbedingungen, wie elektrische und thermische Kontaktwiderstände, temperaturgesteuerte Lüfter, Stromlast auf Kupferstrukturen, detaillierte PCB-Strukturen und vieles mehr, in der CFD-Software umsetzbar sein
  • Der Aufbau eines Berechnungsgitters (typisch in der CFD-Welt) darf nicht zur zentralen Arbeitsaufgabe werden und sollte nicht viel Zeit in Anspruch nehmen
  • Auch zeitliche Aufwärmverhalten sollten bei getakteten Geräten prüfbar sein.
  • Die CFD-Berechnungszeiten sollten vertretbar bleiben
  • Die Ergebnisauswertung sollte durch einen automatisierten Zertifizierungsbericht nach UL Vorgaben einfach auszuleiten sein.
  • Der CFD-Softwarehersteller muss offen sein, spezielle, unverzichtbare Erweiterungen für die Zertifizierungsvorgaben in die CFD-Software einzuarbeiten (Danke hier an FutureFacilities!)

Mit 6SigmaET ist dies definitiv möglich!

ALPHA-Numerics hat in diesem Pilotprojekt bewiesen, dass deren Ingenieure die entsprechende Erfahrungen haben, solch detaillierte Modelle physikalisch richtig aufzubauen, zu berechnen und die Ergebnisse in kurzer Zeit zu liefern.

Die Software 6SigmaET hat UL durch seine effiziente Handhabung und der akkuraten Ergebnisse überzeugt, ALPHA-Numerics und 6SigmaET in dieser Pilotphase zu wählen.

Die Software steht als kostenlose Testversion zur Verfügung. Die Kosten der Dienstleistung sind überschaubar und was noch interessanter ist, die Umsetzung erfolgt vergleichsweise zügig. Wir, das ALPHA-Numerics Team, beraten und begleiten sie gerne bei Ihrer Reise der zertifizierungsgerechten Simulation.

Am 10. November wurde ein Webinar von UL International angeboten, in welchem es darum ging, dieses Pilotprojekt zu präsentieren. Hierbei wurde vorgestellt, wie die Compliance im Rahmen der Zertifizierung von Komponenten, Produkten und Systemen mithilfe von Simulation sichergestellt und vereinfacht werden kann. In diesem Rahmen präsentierte auch ALPHA-Numerics, wie CFD-Modelle zur Betriebseffizienz beitragen können. Sollten sie Interesse haben, sich diese von UL arrangierte Vorstellung nachträglich anzuschauen (44min), kann man sie hier streamen: Link zur Aufzeichnung auf der UL-Seite. Die Web-Präsentation wird in englischer Sprache gehalten.

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