CAE – Computer-Aided Engineering

CAE (Computer-Aided Engineering) umfasst Software-Werkzeuge, mit denen Konstrukteure und Berechnungs-Ingenieure das Verhalten von Bauteilen, Baugruppen oder ganzen Systemen virtuell simulieren — bevor ein Prototyp gebaut wird. CAE umfasst Festigkeitsanalysen (FEM), Strömungssimulation (CFD), Mehrkörperdynamik, Crash-Simulation, Thermik und elektromagnetische Felder.

Was umfasst CAE konkret?

FEM (Finite-Elemente-Methode): Festigkeit, Verformung, Eigenfrequenzen — die Standard-Disziplin im Maschinen- und Fahrzeugbau
CFD (Computational Fluid Dynamics): Luft- und Flüssigkeitsströmungen, Kühlung, Aerodynamik
MKS (Mehrkörpersimulation): Bewegungs-Verhalten gekoppelter Bauteile (Getriebe, Roboter-Arme)
Crash-Simulation: Aufprallverhalten, primär in der Automobilindustrie (LS-DYNA, PAM-CRASH)
Topologie-Optimierung: Software schlägt Material-Verteilung vor, die bei minimalem Gewicht maximale Steifigkeit liefert

Warum CAE? Geschäfts-Nutzen

Der zentrale Hebel ist Iterations-Geschwindigkeit: statt physische Prototypen zu bauen (Wochen bis Monate, fünf- bis sechsstellige Kosten), wird das Design virtuell durchgerechnet (Stunden bis Tage). Konkret:

Konstrukteur erkennt früh, ob ein Bauteil unter Last bricht — Material-Wechsel kostet 5 Minuten im CAD, nicht 5 Wochen Prototypen-Bau
Crash-Tests werden zu großen Teilen simuliert; physische Crash-Tests dienen primär der Zertifizierung
Topologie-Optimierung führt regelmäßig zu 20–40 % Gewichts-Reduktion bei gleicher Festigkeit

CAE-Daten im ERP-Kontext

CAE-Ergebnisse landen selten direkt im ERP — sie sind ingenieur-fachliche Zwischen-Daten. Was ins ERP übergeht:

Material-Stammdaten: CAE-bestätigte Material-Auswahl (Aluminium statt Stahl) ändert Stücklisten und Beschaffungs-Prozesse
Variantenkonfiguration: CAE-Simulationen geben den Rahmen vor, welche Konfigurationen technisch zulässig sind — daraus werden ERP-Konfigurations-Regeln
Qualitätsdaten: Simulierte Lebensdauer-Werte fließen in CAQ-Spezifikationen und Garantie-Modelle

Bekannte CAE-Systeme

Ansys – breitester Funktions-Umfang, Marktführer in FEM und CFD
Siemens Simcenter (ehemals LMS, NX CAE) – tight integriert mit Siemens NX CAD
Dassault Abaqus – Spezialist für nichtlineare Berechnungen
Altair HyperWorks – starke Position in Topologie-Optimierung
COMSOL Multiphysics – Multi-Physik-Kopplung, beliebt in Forschung und R&D
SolidWorks Simulation – Einstiegs-Lösung für KMU mit SolidWorks-CAD

Häufig gestellte Fragen

Was bedeutet CAE in der Produktentwicklung?

CAE (Computer-Aided Engineering) umfasst Software-Werkzeuge zur virtuellen Simulation von Bauteilen — also Festigkeitsanalysen, Strömungssimulationen, Crash-Tests und Topologie-Optimierungen, alles am Computer statt am physischen Prototyp.

Was ist der Unterschied zwischen CAD und CAE?

CAD beschreibt die Geometrie (was soll gebaut werden), CAE berechnet das Verhalten dieser Geometrie unter Belastung (hält es, schwingt es, verformt es sich). CAD liefert das Modell, CAE prüft es virtuell.

Welche CAE-Software ist am bekanntesten?

Ansys ist der breite Marktführer für FEM und CFD. Daneben sind Siemens Simcenter, Dassault Abaqus, Altair HyperWorks und COMSOL Multiphysics weit verbreitet. Für KMU ist SolidWorks Simulation ein häufiger Einstieg.

Spielt CAE für ein ERP-System eine Rolle?

Eher indirekt. CAE-Ergebnisse beeinflussen Material-Auswahl, Konfigurations-Regeln und Qualitäts-Spezifikationen — diese fließen dann ins ERP ein, aber CAE selbst läuft im PLM-/Engineering-Umfeld.

Was ist FEM und gehört es zu CAE?

FEM (Finite-Elemente-Methode) ist die wichtigste Disziplin innerhalb von CAE. Sie zerlegt ein Bauteil in viele kleine Elemente und berechnet, wie sich jedes davon unter Belastung verhält — das Gesamtergebnis liefert Spannungs- und Verformungs-Verteilungen.