Im Rahmen dieses Transferpiloten Systems Engineering Methoden und Simulationsbasierte Herangehensweisen mittels 3D-Feldsimulation des Forschungsinstituts bedarfsgerecht transferiert und im Rahmen einer kooperativen Technologieentwicklung verstetigt. Im Fokus des Transferpiloten steht die Idee zur Optimierung eines energiesparenden Induktivsensors für den bündigen Einbau, der es ermöglicht, das erzeugte Sensorische-Wechselfeld maximal in Richtung des Detektionsbereichs zu fokussieren und den dämpfenden Einfluss eines seitlich umgebenden ferromagnetischen Materials weitgehend unterdrückt. Flankiert wird dies, durch unternehmensindividuelle Schulungsmaßnahmen und Produktentwicklungsmethoden für die frühe Phase der Produktentstehung und das konkrete Simulationsbasierte Produktdesign.

Im Fokus des Transferpiloten steht die Idee zur Optimierung eines energiesparenden Induktivsensors für den bündigen Einbau, der esermöglicht, das erzeugte Sensorische-Wechselfeld maximal in Richtung des Detektionsbereichs zu fokussieren und den dämpfenden Einfluss eines seitlich umgebenden ferromagnetischen Materials weitgehend unterdrückt. Dafür soll eine Ferritkernform sowie eine Wicklungsgeometrie gefunden werden, welche die Anforderungen nach Miniaturisierung und Energieeffizienz erfüllt. Dadurch wird es erstmals möglich die neuen Systeme „nahtlos“ in existierenden Anlagen einzufügen. Gleichsam wird das Unternehmen befähigt derartige Technologien in Zukunft eigenständig und zielgerichtet zu entwickeln. Dabei soll bestehendes Wissen und die Expertise des Fraunhofer IEM aus dem Bereich des Systems Engineering die Basis für die Produktentstehung der Fa. Steute bilden. Bestehende Systems Engineering Ansätze werden speziell für die Bedarfe der Fa. Steute unter Berücksichtigung der Produkt- und Prozesstechnologien reflektiert und angepasst.



Das Vorgehen lässt sich anhand folgender Inhaltsblöcke gliedern:

• Überführung des physikalischen Gerätes in ein virtuelles und physikalisch richtiges Verhaltensmodell

• Erste Simulation zur Plausibilitätsprüfung des Modellverhaltens und Abgleich mit dem physikalisch richtigen Verhalten

• Durchführung verschiedener Parameterstudien zur Findung des optimalen Designs

• Automatisierte Zielwertsuche mittels „Optimiser“ zum Feintuning der optimalen Gestalt

• Analysen des elektromagnetischen Systemverhaltens für verschiedene Konstellationen bezüglich Testobjekt und Sensor



• Es hat sich gezeigt, dass der simulationsbasierte Modellierungsansatz eine leistungsfähige und zeiteffiziente Methode ist, um physikalisch richtiges Systemverhalten von elektrischen Bauelementen nachzubilden.

• Mithilfe der integrierten Solver und Optimiser kann das Systemverhalten maßgeschneidert angepasst werden. Hierbei ist ein hoher Automatisierungsgrad möglich, um für die Synthese der optimalen Geometrie mehrdimensionalen Zielwertsuchen automatisiert auszuführen.

• Für Steute hat sich gezeigt, dass mithilfe der simulationsbasierten Modellierung eine effektive und zielführende Optimierung bestehender Produkte möglich ist. Durch die Visualisierung und Modellierung des elektromagnetischen Verhaltens konnten die Wirkmechanismen eindeutig erfasst werden, womit Fehlentwicklung und nicht zielführende Designansätze schon im Vorfeld verworfen werden konnten. Dies ist insbesondere für die Vorentwicklung interessant, da im virtuellen Raum keine Kosten für Materialien, Werkzeuge und die Herstellung der Modelle bzw. virtuellen Demonstratoren anfallen. 

• Um die Kosten zu senken und die Effizienz bei der Entwicklung neuer Produkte zu steigern ist eine Kooperation mit Forschungsinstituten sinnvoll, da die komplexen Simulationsumgebungen nicht angeschafft und entsprechendes Fachpersonal langwierig in diese Tools eingearbeitet werden muss.