Simulationsgestützte Produktkonfiguration: Wie WAGO den E-Shop transformiert

Verbinden, messen, steuern und vernetzen – die über 25.000 Katalogartikel von WAGO sorgen weltweit für zuverlässige und intelligente Strom- und Datenflüsse in einer Vielzahl von Anwendungsgebieten und Branchen.

Ihre Entwicklung erfolgt simulationsgestützt mit der Software Ansys. An präzisen Produktmodellen – es geht u.a. Steckverbinder, Klemmen, Anschlüsse und Steuerungssysteme – erarbeiten, analysieren und optimieren die WAGO-Berechnungsingenieure deren Eigenschaften und Funktionsprinzipien und sichern sie ab.

Was sind die Vorteile virtueller Prototypen in der Produktentwicklung? 

Es sind im wahrsten Sinne des Wortes „Digitale Zwillinge“ der realen Produkte - mit zusätzlichen Vorteilen: Sie veranschaulichen kleinste Details und verdeckte Wirkzusammenhänge, ermöglichen schnelle Variantenstudien und „Was-wäre-wenn-Szenarien“. Dadurch sorgen sie für ein tieferes Verständnis für das Verhalten von Bauteilen und Systemen. Im Gegensatz zu physischen sind diese virtuellen Prototypen zudem ortsunabhängig und flexibel transferierbar. 

Das macht sie zu einem wichtigen Digitalisierungsbaustein, von dem auch andere Unternehmensbereiche profitieren: Bei WAGO unter anderem im Produktmanagement, im Service und im technischen Vertrieb. Dort ergänzen Simulationsmodelle die Kundenkommunikation mit Details, die weit über den Inhalt von Datenblättern hinausgehen.

Der Knackpunkt: Diese Modelle sind riesig und sie für Kundenprojekte individuell aufzubereiten kostet Zeit. Diese fehlt den Simulationsexperten bei WAGO oft, denn die Entwicklungsarbeit hat Vorrang vor internen „Simulation-as-a-Service“-Leistungen, die immer häufiger angefragt werden.

Effiziente Simulation: Mit Reduced Order Models und Ansys TwinBuilder das Wesentliche im Blick

Aus dieser Konstellation heraus wurde eine neue Idee geboren. Ausgangspunkt sind die großen digitalen Modelle, die das Berechnungsteam von WAGO für alle Produkte in Ansys Mechanical erstellt. Sie enthalten sämtliche Details – auch solche, die für Kunden zweitrangig sind. Tatsächlich sind es bei Steckverbinden und Leiterplattenklemmen sogar nur einige wenige elektrisch-thermische Eigenschaften, die für das entscheidende Kundenkriterium, die elektrische Belastbarkeit beim späteren Einsatz wichtig sind. Nur diese werden in ein reduziertes 1D-Modell mit einem Bruchteil der bisherigen Größe exportiert, das in Datenbanken überführt, mit anderen Funktionen verknüpft, in Systeme eingebettet und verschiedenen Stromlastprofilen unterzogen werden kann.

Das Software-Werkzeug zur Erzeugung von Reduced Order Models (ROMs) heißt „Model Order Reduction inside Ansys“ und wurde vom Ansys-Spezialisten CADFEM in Kooperation mit dem Steinbeis Transferzentrum Niedersachsen entwickelt.

Auf Basis der reduzierten Daten wird im Anschluss mit der Software Ansys TwinBuilder eine große Anzahl an dynamischen kundenspezifischen Lastprofilen simuliert. Mit nur noch wenig Aufwand werden so individuelle Ergebnisse erzeugt und Kunden oder Interessenten im Rahmen von Support- oder Verkaufsprozessen zur Verfügung gestellt.

Machine Learning im WAGO E-Shop: Intelligente Produktauswahl nach thermischen Kriterien 

WAGO ist noch einen Schritt weiter gegangen: Über die unzähligen Lastfälle für jedes Produkt wurde ein Machine Learning Modell aufgebaut, trainiert und validiert. In Zusammenarbeit mit anderen Unternehmensbereichen – Vertrieb, Service, IT, Marketing – ist die Simulationsoption mittlerweile Teil des Web-Shops. WAGO-Kunden können 24/7, eigenständig und datenschutzkonform die grundsätzliche Eignung der elektrischen Steckverbinder und Leiterplattenklemmen nach elektrisch-thermischen Gesichtspunkten und unter Berücksichtigung ihrer individuellen Randbedingungen prüfen. Im Hinblick auf immer kleinere Bauräume kann so die kleinstmögliche Komponente ermittelt werden, die die thermischen Vorgaben unter gegebener Stromstärke und Umgebungstemperatur erfüllt.

Persönliche Beratung und Kundenbetreuung entfallen dadurch nicht. Sie starten aber einschließlich der bereits angepassten Simulationsmodelle zu einem Zeitpunkt, an dem viele grundsätzliche Fragestellungen schon geklärt sind, was den Gesamtvorgang für alle Beteiligten erheblich beschleunigt.

Mehr Kundenservice, weniger Routinearbeit: Skalierbare Digitalisierung bei WAGO 

 Die ersten Produkte stehen in verschiedenen Varianten bereits zur Verfügung, weitere folgen zügig. Mit einem solchen simulationsgestützten Konfigurator hat sich WAGO in seinen Märkten ein Alleinstellungsmerkmal verschafft. Wie alle digitalen Lösungen, gibt diese neue Option WAGO-Kunden viel mehr Flexibilität und Autonomie bei der Beschaffung von Standard-Komponenten. Gleichzeitig entlastet sie WAGO-Mitarbeitende in Entwicklung, Service und Vertrieb von zeitaufwändigen und wiederkehrenden Aufgaben und skaliert in effizienter Weise im Unternehmen vorhandenes Wissen.

„CADFEM trifft … Dr. Wilhelm Rust.“ Der Berechnungsingenieur von WAGO gibt im Gespräch mit CADFEM Mitarbeiter Patrick Lorenz viele weitere Einblicke und Hintergrundinformationen in dieses Projekt.