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Es gibt eine neue Methodik für frühe Entwicklungsphasen und Life Cycle Design, die den Einfluss der Simulation auf Nachhaltigkeitsinitiativen quantifiziert und Unternehmen bei der ROI-Prognose hilft.

Highlights

Unternehmen können Simulationen nutzen, um direkte, indirekte und nachgeordnete Treibhausgasemissionen während des gesamten Produktlebenszyklus zu messen.
Die Nachhaltigkeitslösungen ermöglichen eine Analyse der Umweltauswirkungen und führen zu einer Reduzierung der Kohlenstoffemissionen, der Abfallproduktion sowie des Material-, Energie- und Wasserverbrauchs.

Ansys hat einen Bericht veröffentlicht, der eine neue Methodik vorstellt, um mittels Simulation die Nachhaltigkeitsauswirkungen von Entscheidungen in frühen Entwurfsphasen und während des gesamten Produktlebenszyklus zu messen und zu bewerten. Der Bericht basiert auf Forschungs- und Analyseergebnissen von McKinsey & Co und präsentiert praktische Anwendungsbeispiele von Unternehmen wie Danfoss Drives, Infineon und Mars. Die Ergebnisse zeigen, dass diese Unternehmen durch den Einsatz der Simulationslösungen von Ansys ihre direkten, indirekten und nachgelagerten Treibhausgasemissionen über den gesamten Produktlebenszyklus in einigen Fällen um mindestens 10 % reduzieren konnten.

Nachhaltigkeit ist eine der wichtigsten Prioritäten der globalen Wirtschaft, angetrieben durch regulatorischen Druck, Verbrauchernachfrage und Klimawandel. Der Mangel an zuverlässigen Daten über Materialverbrauch, Energieverbrauch, Abfall und Emissionen hindert Unternehmen jedoch oft daran, groß angelegte Nachhaltigkeitsinitiativen zu ergreifen. Ansys Simulation ermöglicht es Unternehmen aller Branchen, flexibel auf diese Herausforderungen des Marktes zu reagieren und kann sie bei ihren Nachhaltigkeitsbemühungen unterstützen.

Nachdem ein ideales Design identifiziert wurde, können Kunden dieses weiter optimieren, um ihre spezifischen Nachhaltigkeitsziele zu erreichen, wie zum Beispiel die Reduzierung der Abfallproduktion, die Verbesserung der Energieeffizienz und die Reduzierung des gesamten CO₂-Fußabdrucks. Ansys Simulation unterstützt Unternehmen bei der Rentabilitätsprognose von Nachhaltigkeitsinitiativen durch virtuelles Prototyping, Prozessoptimierung und realitätsnahe Ergebnisse durch vier auf Nachhaltigkeit ausgerichtete Lösungssäulen:

Im Bereich »Saubere Umwelt« werden Simulationslösungen für die Rückverfolgung und Kontrolle von Emissionen, Kohlenstoffabscheidung, -nutzung und -speicherung, Wasseraufbereitung und -bewirtschaftung, Lärm, Staub und Weltraumschrott entwickelt.
»Materialien und Kreislaufwirtschaft« befasst sich mit Materialmanagement und -auswahl, Verpackung, Leichtbau, chemischer Sicherheit, Konformität und Rückverfolgbarkeit, Recycling und Wiederverwendung.
»Energielösungen« umfasst Simulationslösungen für Wind-, Solar-, Wasserstoff-, Kernenergie und andere alternative Energiequellen, integrierte Energiesysteme, Energiespeicherlösungen, Elektromotoren, schnell aufladbare Batterien und Brennstoffzellen.
»Produktions- und Betriebseffizienz« umfasst fortgeschrittene Fertigung, digitale Zwillinge, vorausschauendes Gesundheitsmanagement, Energieeffizienz, Zuverlässigkeit und Lebensdauer, optimierte Arbeitsabläufe, Prozessautomatisierung und Sicherheit.

Darüber hinaus skizziert der Bericht eine vierstufige Methodik, die deutlich macht, wie sich Simulation positiv auf Nachhaltigkeitsbestrebungen auswirkt:

1) Identifizierung und Priorisierung von Schlüsselmetriken;

2) Bewertung und Priorisierung von Initiativen;

3) Bewertung des Beitrags der Simulation und

4) Quantifizierung und Zusammenfassung der Auswirkungen.

Danfoss Drives

Danfoss Drives, ein weltweit führender Anbieter von energieeffizienten Lösungen, nutzte beispielsweise die Ansys-Simulation zur Optimierung seiner neuesten Generation von Antriebsreglern, die in verschiedenen Anwendungen zur Regelung von Drehzahl, Drehmoment und Leistung von Elektromotoren eingesetzt werden. Mithilfe der Ansys-Methodik konnte Danfoss Drives die Effizienz des Antriebs steigern und den Energieverbrauch über die gesamte Lebensdauer um bis zu 45 % im Vergleich zur Vorgängergeneration senken – doppelt so viel, wie ohne Simulation möglich gewesen wäre.

»Ansys Simulation ist der Schlüssel, um unsere Nachhaltigkeitsziele zu erreichen und unser Geschäftsmodell voranzutreiben, das darauf abzielt, unseren Kunden die energieeffizientesten Lösungen anzubieten«, sagt Michael Laursen, Leiter der Abteilung Virtual Design, Test & Optimization bei Danfoss Drives. »Mittels Simulation können wir unsere Produktentwicklungsprozesse verbessern, weil wir dadurch schnelle und gründliche Analysen, schnellere Entscheidungen und Emissionsschätzungen ermöglichen. Die Daten, die wir sammeln, sind entscheidend für die Gestaltung unserer aktuellen Prozesse, helfen uns, Möglichkeiten für Kosteneinsparungen zu identifizieren, und öffnen letztendlich die Tür zu technologischem Fortschritt und Innovation.«

Infineon

Die Methodik half auch Infineon, einem weltweit führenden Anbieter von Halbleiter- und Systemlösungen, bei der Messung der elektrischen Gesamtverluste eines Wechselrichter-Designs für Elektrofahrzeuge. Mit Hilfe der Simulation konnte Infineon die elektrischen Gesamtverluste um 50 % reduzieren, was zu einer Verringerung der nachgeschalteten Emissionen um 2 bis 3 % pro Fahrzeug führte.

Mars

Ein weiteres Beispiel: Mars, ein führender Anbieter von Snack-, Lebensmittel- und Tierpflegeprodukten und -dienstleistungen, verwendet Ansys-Simulationen, um mehr als 12.000 Verpackungstypen in seinem gesamten Portfolio neu zu entwerfen und den Kunststoffverbrauch in 2024 um 246 Tonnen zu reduzieren.

»Fortschrittliche Simulationstechnologien können Unternehmen entscheidend dabei helfen, ihre globalen Emissionsziele zu erreichen«, sagt Jan Paul Stein, Partner bei McKinsey. »Die in diesem Bericht vorgestellte vierstufige Methodik zeigt deutlich, wie die wichtigsten Möglichkeiten für den Einsatz von Simulation zur Förderung der Nachhaltigkeit in Konstruktion und Produktdesign identifiziert und ihre Auswirkungen quantifiziert werden können. Dies ist entscheidend, um durch den Einsatz von Simulationswerkzeugen einen noch größeren Beitrag zu den Nachhaltigkeitszielen zu leisten«.

»Die Ansys Suite bietet eine Reihe von Lösungen zur Bewertung der Umweltauswirkungen in jeder Phase der Produktentwicklung für jede Art von Anwendung oder Branche«, sagte Prith Banerjee, Chief Technology Officer und Executive Sponsor der Ansys Nachhaltigkeitsprogramme. »Die Bekämpfung des Klimawandels und die Reduzierung der globalen Emissionen hängen davon ab, wie schnell wir handeln. Die führenden Lösungen von Ansys ermöglichen es den Kunden, innovative und nachhaltige Produkte effizienter und in wesentlich kürzerer Zeit zu entwickeln, die Einhaltung aktueller Vorschriften zu gewährleisten und sich auf zukünftige Vorschriften vorzubereiten«.

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