Häufig gestellte Fragen
Was bedeutet CAE in der Produktentwicklung?
CAE (Computer-Aided Engineering) bezeichnet den rechnergestützten Einsatz von Simulations- und Berechnungssoftware, um das physikalische Verhalten von Bauteilen, Baugruppen oder ganzen Systemen schon vor der Fertigung zu analysieren. Konstrukteure und Berechnungsingenieure prüfen am digitalen Modell etwa Festigkeit, Strömungsverhalten, Wärmeentwicklung oder Crash-Sicherheit, statt mehrfach physische Prototypen zu bauen. Dadurch lassen sich Schwachstellen früh im Entwicklungsprozess erkennen und beheben. CAE gilt als zentraler Baustein der digitalen Produktentwicklung und ergänzt die geometrische Konstruktion im CAD-System.
Was ist der Unterschied zwischen CAD und CAE?
CAD (Computer-Aided Design) beschreibt die Geometrie eines Produkts, also die Frage, was gebaut werden soll und wie es aussieht. CAE berechnet auf Basis dieser Geometrie das physikalische Verhalten unter Belastung, etwa ob ein Bauteil hält, schwingt oder sich verformt. CAD liefert somit das Modell, CAE bewertet und optimiert es virtuell, ohne selbst neue Geometrie zu erzeugen. In der Praxis stammt die für eine CAE-Berechnung benötigte Geometrie in aller Regel direkt aus einem CAD-System.
Welche Verfahren gehören zu CAE und was ist FEM?
Das bekannteste CAE-Verfahren ist die Finite-Elemente-Methode (FEM, deren praktische Anwendung in der Berechnung oft als FEA bezeichnet wird), die ein Bauteil in ein Netz vieler kleiner Elemente zerlegt und für jedes Element Spannung, Dehnung und Verformung berechnet. Ergänzend kommen die numerische Strömungsmechanik (CFD) für Flüssigkeiten und Gase auf Basis der Navier-Stokes-Gleichungen sowie die Mehrkörpersimulation (MKS) für bewegte Mechaniken zum Einsatz. Hinzu treten thermische und elektromagnetische Analysen, häufig kombiniert in der sogenannten Multiphysik-Simulation. FEM ist dabei die am weitesten verbreitete Disziplin innerhalb des CAE-Spektrums.
Welche CAE-Software ist am bekanntesten?
Ansys (seit Juli 2025 Teil von Synopsys) gilt als breiter Marktführer für FEM und CFD und hält Branchenschätzungen zufolge die größte Position im CAE-Segment. Daneben sind Siemens Simcenter, Dassault Systèmes Simulia (Abaqus), Altair HyperWorks (seit 2025 Teil von Siemens), Hexagon (MSC Software) und MathWorks weit verbreitet, während für KMU Lösungen wie SolidWorks Simulation oder Autodesk häufig den Einstieg bilden. Diese Anbieter decken zusammen einen großen Teil des Marktes ab, der von Marktforschern für 2025 auf rund zwölf Milliarden US-Dollar geschätzt und mit zweistelligen Wachstumsraten erwartet wird. Die passende Auswahl hängt von Branche, Simulationsart sowie der vorhandenen CAD- und PLM-Landschaft ab und ist hier ohne Wertung zu verstehen.
Ersetzt CAE physische Prototypen und Tests vollständig?
CAE reduziert die Zahl notwendiger physischer Prototypen deutlich, ersetzt physische Tests aber in der Regel nicht vollständig. Die Ergebnisse sind Modellrechnungen, deren Güte stark von Vernetzung, Materialdaten, Lasten und Randbedingungen abhängt; gut aufgesetzte Simulationen treffen das reale Verhalten häufig mit einer Abweichung im einstelligen bis niedrigen zweistelligen Prozentbereich. In der Praxis dienen physische Versuche daher der Validierung und Kalibrierung der Simulationsmodelle, etwa über Messdaten aus Dehnungsmessstreifen oder Sensoren. CAE und physischer Test ergänzen sich somit, statt sich gegenseitig zu ersetzen.
Spielt CAE für ein ERP-System eine Rolle?
CAE ist selbst kein ERP-Modul, sondern eine eigenständige Simulationsdisziplin im Engineering- und PLM-Umfeld, steht aber dennoch in einem engen Datenverbund mit dem ERP. Bestätigt eine Simulation einen Entwurf, fließen die geprüfte Geometrie, Werkstoffe und Varianten über das PLM in die Stücklisten und damit in Beschaffung, Disposition und Kalkulation des ERP ein. Spart etwa eine Topologieoptimierung Material ein oder wechselt der Werkstoff, ändern sich nachgelagert Mengen, Kosten und gegebenenfalls Lieferanten. Ohne sauberes Engineering-Change-Management besteht das Risiko, dass simulationsbedingte Änderungen nicht konsistent in den ERP-Systemen ankommen.