Auch wenn man sie gewöhnlich nicht sieht: Die Bauteile aus Elastomeren, Thermoplasten und Flüssigsilikon von Dätwyler sind überall - bevorzugt dort, wo es auf Präzision und Sicherheit ankommt. Täglich werden über 100 Millionen simulationsgestützt entwickelte Komponenten hergestellt. Weil Nachfrage, Komplexität und Globalisierung der Simulation rapide zunehmen, hat Dätwyler mit CADFEM die IT-Infrastruktur und HPC-Ausstattung zielgerichtet erneuert. Die Geschichte von Dätwyler beginnt vor über 100 Jahren in Altdorf, im Schweizer Kanton Uri. Heute hat Dätwyler Standorte auf der ganzen Welt und beschäftigt über 8.000 Menschen.

Produziert werden jedes Jahr mehrere Milliarden Elastomerteile, die uns überall dort begegnen, wo es auf Sicherheit, Präzision und Innovation ankommt: In Produkten der Pharma- und Medizintechnik, in Lebensmittelverpackungen, im Mobilitäts- oder Energiesektor.

Für und mit Kunden konzipiert, entwickelt und produziert Dätwyler Elastomerteile, die intelligent und nachhaltig ihren Dienst in Gesamtsystemen verrichten. Milliardenfach, in Medizingeräten oder Verabreichungssystemen für Medikamente und Lebensmitteln. Auch bei der Mobilitätswende sind Lösungen von Dätwyler gefragt, von Membranen zur Emissionsreduzierung über Komponenten für Batterien bis hin zu Wasserstoffdichtungen.

Verschiedene Dätwyler-Komponenten für Elektrofahrzeuge | © Dätwyler

Mit Know-how von der Idee bis zum Serienprodukt

Abgedeckt wird der gesamte Produktentstehungsprozess, von der Vorentwicklung über Design & Prototyping bis hin zur Serienproduktion und Montage. Die langfristigen Kundenbeziehungen werden zudem getragen durch das kontinuierliche Ausloten von Verbesserungspotenzialen.

Hier kommt die Simulation ins Spiel. „Produktentwicklung ohne Simulation ist für uns nicht mehr denkbar“, sagt Rudolf Randler, Head of Simulation bei Dätwyler. Seit 2006 ist Ansys bei Dätwyler gesetzt. Die langjährige Erfahrung aus unzähligen Projekten in Verbindung mit dem tiefen Werkstoff- und Prozesswissen wird von Kunden, gerade bei Co-Engineering-Projekten, besonders geschätzt.

Simulationen sind in den Produktentwicklungsprozessen von Dätwyler fest verankert. | © Dätwyler

Neben meist nichtlinearen strukturmechanischen Berechnungen werden vor allem Prozesssimulationen von Tiefzieh- oder Füllvorgängen durchgeführt. Das Interesse an einem Ausbau ist groß, denn bei Dätwyler weiß man, dass Simulationen Entwicklungsprozesse erheblich verkürzen und helfen, strenge Zeit- und Qualitätsvorgaben einzuhalten. Sie ersetzen nicht nur aufwändige Prototypentests, sondern ermöglichen auch genaueste Einblicke in das Verhalten der Produkte unter den typischen Belastungen bei der Herstellung oder beim Betrieb. Diese Erkenntnisse sind wiederum ein riesiges Potenzial für Verbesserungen und Innovationen.

Rechenkapazitäten am Limit

Mehr Simulationsingenieure und -projekte, zunehmend komplexere und parallelisierte Berechnungen, immer aufwändigere, hochgradig nichtlineare Modelle, kürzere Zeitfenster … die vorhandene IT-Infrastruktur für Simulation und HPC von Dätwyler konnte irgendwann mit den gestiegenen Anforderungen nicht mehr Schritt halten. Unter den Anwendern begann ein Wettlauf nach Rechenleistung, denn letztlich waren nur zwei Berechnungen auf 12 Kernen oder, wenn Parallelisierung notwendig war, gar nur eine auf maximal 36 Kernen möglich. Unter dem Missverhältnis aus benötigter und verfügbarer Rechenleistung litt die Effektivität.

Kurz: Der Leidensdruck war immens. Eine leistungsstarke, flexible und zukunftssichere Hardwarelösung für aktuelle und künftige Herausforderungen war überfällig. Sowohl für die Simulationsaufgaben selbst als auch im Hinblick auf die organisatorischen Veränderungen.

Mit dem neuen System können standortübergreifend alle Kollegen gleichzeitig ohne Einschränkungen oder Engpässen arbeiten. | © Dätwyler

Der Weg zur Dätwyler IT-Infrastruktur 2.0

Bei einer global aufgestellten Firmengruppe funktioniert ein Projekt zur Neuaufstellung der zentralen Recheninfrastruktur nur, wenn bereichs- und länderübergreifend gearbeitet wird. Bei Dätwyler waren beteiligt:

• In Schattdorf, Schweiz: Das Simulationsteam und die lokale IT.
• In Pune, Indien: Das Team für globale Hardware und Netzwerke von Dätwyler IT-Services
• In Alken, Belgien: Das Investitionsmanagement
• In Altdorf, Schweiz: Die Dätwyler IT-Infra und die Geschäftsleitung

Zusätzlich wurde CADFEM ins Boot geholt, ein langjähriger Partner von Dätwyler rund um das Thema Simulation. Schon der Server, der jetzt abgelöst wird, sich aber über viele Jahre bewährt hatte, wurde über CADFEM bezogen. Zudem ist CADFEM von Ansys selbst als Elite Technology Partner (sog. System Integrator) für IT-Systeme für solche Projekte zertifiziert.

Am Dätwyler Standort in Schattdorf, Schweiz, sitzt die größte Gruppe an Simulationsanwendern | © Dätwyler

Gemeinsam zum Ziel

Nach Analyse der Anforderungen kristallisierte sich eine von allen Beteiligten favorisierte Konfiguration heraus. Der Weg zur Realisierung eines leistungsfähigen Systems, das reibungslos in der globalen IT-Umgebung läuft, war aber weit und führte über eine detaillierte Planung und viele Abstimmungsrunden. Federführend waren Baswaraj Ramshette und Sameer Ghatole, die die globale IT-Infrastruktur und Netzwerke bei Dätwyler in Pune verantworten und das CADFEM IT-Team mit Klaus Fischer, Gerhard Zelder und Manfred Bayerl. Der Aufwand dafür hat sich gelohnt: Das gemeinsam erarbeitete Konzept wurde vom Investitionsmanagement und der Geschäftsleitung auf Anhieb genehmigt.

Aufgesetzt wurde das Serversystem sukzessiv: Die Vorinstallation erfolgte bei und durch CADFEM, der Einbau in den Serverschrank und die Verkabelung bei und durch Dätwyler. Mit Sacha Bissig unterstützte zusätzlich ein Dätwyler Mitarbeiter mit Linux-Expertise. Zur Inbetriebnahme und Einweisung in das fertige System waren alle Verantwortlichen in Altdorf. Bereits an diesem Tag wurden komplikationslos Testrechnungen mit Ansys durchgeführt.

Die Rechnung geht auf: Die Vorteile im Überblick

Mit dem neuen System können alle Kollegen gleichzeitig arbeiten. Die Berechnungen laufen zudem bei gleicher Anzahl von Kernen viel schneller, über Parallelisierungen werden sie zusätzlich beschleunigt, sogar mit verschiedenen Programmen. Durch die Anpassung der Softwarelizenzen werden darüber hinaus die HPC-Möglichkeiten voll ausgeschöpft.

• Mehr Unabhängigkeit: Die 4 Anwender am Standort Schattdorf rechnen ohne Engpässe auf virtuellen Arbeitsplätzen und nutzen HPC. Die 5. virtuelle Workstation wird reibungslos vom Anwender in China genutzt.

• Mehr Rechenpower: Die Berechnungen sind bereits mit der gleichen Anzahl von Kernen viel schneller; mit der Parallelisierung wird zusätzlich Zeit gewonnen; komplexe 3D-Modelle werden in Stunden statt wie bisher Tagen gerechnet.

• Mehr Effizienz: Schnellere Projektbearbeitung und höherer Projektdurchsatz.

• Sicherheit und Komfort: Geregelte Backup- und Update-Prozesse und generell mehr Datensicherheit.

• Zentral statt dezentral: Das System in Altdorf wird für eine Nutzung durch alle Anwender weltweit erweitert. Dies fördert die Zusammenarbeit der globalen Simulationsaktivitäten und erspart den Aufwand für den Aufbau regionaler Systeme.

• Bessere Lizenznutzung: Die Softwarekosten sinken durch die Verwendung globaler Lizenzen, die durch die Zeitunterschiede zwischen Asien / Europa / Amerika optimal genutzt werden.

• Erweitertes Spektrum: Der Ausbau der Simulations-Kapazitäten (LS-Dyna, Fluent, Rocky und Granta) inkl. HPC ist hardwareseitig gewährleistet.

Die neue Infrastruktur wurde ursprünglich dafür geschaffen, um die entstandenen Hardware-Engpässe der lokalen Simulationsanwender aufzulösen. Dass sich die neue IT-Landschaft sogar eignet, die Simulationsaktivitäten global neu zu justieren, zu flexibilisieren und zu optimieren, war eine unerwartete Erkenntnis. Ausschlaggebend waren vor allem die Erfahrungen mit dem Remote-Zugriff aus China. Sie haben gezeigt, dass die Schlüsselkomponente „Hardware“ in Schattdorf so leistungsstark und zukunftssicher ist, dass auf erweiterte Simulationsaktivitäten, HPC-Bedarfe oder organisatorische Veränderungen flexibel reagiert werden kann – unabhängig vom Standort.

Die ersten Schritte in diese Richtung werden schon konkret mit CADFEM geplant: Es geht um die Anbindung und Integration der neuen Simulationskollegen in den USA.

Als Ansys Systems Integrator Partner implementiert und betreibt CADFEM auch komplexe IT-Umgebungen für HPC-Anwendungen: von lokaler Hardware als Private Cloud bis hin zu Public Cloud Lösungen von Ansys auf Basis von AWS oder Azure. Ansys Systems Integrator Partner sind zertifizierte Dienstleister für die Konzeption, die Einrichtung und den Betrieb von auf Ansys und Digital Engineering zugeschnittene HPC- und IT-Infrastrukturen.

https://www.cadfem.net/de/unsere-loesungen/digital-engineering-services/ansys-systems.html

Cover image: © Dätwyler