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Medizinische Geräte und Arzneimittel: Miele

Ein besserer Weg, um medizinische Instrumente zu reinigen

Geschäftliche Herausforderungen

  • Ressourcen schonen
  • Geringere Entwicklungskosten
  • Hohe Qualität, Beständigkeit und Zuverlässigkeit beibehalten

Erfolgsfaktoren

  • Eine intuitive, klare und anpassungsfähige Arbeitsumgebung
  • Nützliche und übersichtliche Dokumentation
  • Schnelle Antworten auf Support-Fragen

Ergebnisse

  • Der Bedarf an physischen Prototypen wurde reduziert
  • Die Qualität in der frühen Entwicklungsphase wurde gepflegt
  • Die bestmöglichen Ergebnisse in komplexen Systemen mit vielen Parametern wurden erzielt
DISCOVER SIMCENTER AMESIM

"Dank der Systemsimulation können wir zukünftige Betriebspunkte durch Änderung der Geometrien der Reinigungsdüse oder der Wasserleitungen auswerten."

Tobias Malec
Entwicklungsingenieur
Miele

AMESIM DEMO LIZENZ ANFRAGE

"Mit der Systemsimulation können wir die Auswirkungen und Wechselwirkungen von Querschnittsänderungen auf einfache Weise untersuchen. Umstellungen können optimiert oder Düsenparameter verändert werden, um eine konstantere Druckverteilung zu erzielen. Die konstante Druckverteilung ermöglicht eine gute Reinigungskapazität in allen Maschinenteilen."

Tobias Malec
Entwicklungsingenieur
Miele

Ein Weltmarktführer für hochwertige Haushaltsprodukte

Miele wurde 1899 gegründet und gehört zu den Weltmarktführern bei hochwertigen Haushaltsprodukten wie Koch-, Back- und Dampfgargeräten, Kühlgeräten, Kaffeemaschinen, Geschirrspülern, Wäsche- und Bodenpflegeprodukten. Miele produziert auch Spezialgeschirrspüler, Wasch- und Schleudertrockner für den gewerblichen Einsatz sowie Reinigungs- und Desinfektionsgeräte und Sterilisatoren für den medizinischen und labortechnischen Einsatz.

Im Bestreben, seine Produktlinien kontinuierlich zu verbessern, war das Unternehmen besonders daran interessiert, die Entwicklung seiner Reinigungs- und Desinfektionsmaschinen zu verbessern. "Die große Entwicklungsherausforderung bei Reinigungs- und Desinfektionsmaschinen ist die Vielfalt der zu reinigenden Teile", sagt Tobias Malec, Entwicklungsingenieur bei Miele. "Jedes Stück eines

medizinischen Instruments hat unterschiedliche Reinigungsanforderungen. Manche Dinge müssen nur an der Oberfläche gereinigt werden. Andere Artikel wie hohle Instrumente müssen innen und außen gereinigt werden. Unterschiedliche Wasserdrücke sind in jedem Fall erforderlich."

Miele

Mit speziellen Racks arbeiten

Aufgrund dieser Anforderungen wird ein spezielles Rack für jeden zu reinigenden Artikel maßgefertigt, um die bestmögliche Handhabung und hydraulische Leistung zu ermöglichen. Jedes Rack sichert die zu reinigenden Gegenstände und umfasst die hydraulischen Verbindungen zwischen der Umwälzpumpe und den Düsen, durch die Wasser sprüht.
Die Vielfalt der Racks erschwert die Harmonisierung des gesamten Produktionssystems.

Es ist wichtig, die sich häufig ändernden hydraulischen Bedingungen des Racks anzupassen und den Reinigungsdruck zu verstehen, der während des Betriebs in jedem Rack erforderlich ist. Der Reinigungsdruck ergibt sich aus dem Schnittpunkt der hydraulischen Widerstandskurve der Zahnstange und der Charakteristik der Umwälzpumpe.
Für diese technische Herausforderung setzt Miele die Simcenter Amesim™ -Software ein, eine mechatronische System-Simulationslösung aus dem Simcenter-Portfolio von Siemens PLM Software. Diese Lösung hilft den Miele-Ingenieuren, die Betriebseigenschaften neuer Produkte schon in der Entwurfsphase zu simulieren und Möglichkeiten aufzuzeigen, die Funktionalität zu verbessern und gleichzeitig den Bedarf an physischen Prototypen zu reduzieren. "Mit Simcenter Amesim können wir die Racks als Super-Komponenten modellieren, wobei die Umwälzpumpe als Merkmal und die Reinigungsmaschine selbst als Systemgrenze fungiert", sagt Malec. "Dank der Systemsimulation können wir zukünftige Betriebspunkte durch Änderung der Geometrien der Reinigungsdüse oder der Wasserleitungen auswerten."

“Mit dieser Software sind wir jetzt in der Vorentwicklungsphase viel effektiver.” Tobias Malec Entwicklungsingenieur Miele

Er bemerkt: "Mit dieser Software sind wir jetzt in der Vorentwicklungsphase viel effektiver. Ohne die Unterstützung von Simcenter Amesim, mussten wir vorher einen echten Prototyp der Waschmaschine bauen und mehrere Druckmessungen durchführen.

Basierend auf den Druckresultaten benötigten wir anschließend in der Prototypenphase mehrere Redesign-Loops, um die erforderlichen Spezifikationen zu erzielen. Das war sehr zeitaufwendig und teuer."

Ein typisches Modell, das mit Simcenter Amesim hergestellt wird, umfasst hydraulische und hydraulische Widerstandskomponenten. Die Maschine ist einschließlich ihrer Wasserleitungen und der Umwälzpumpe modelliert. Die Wasserleitungen umfassen Rückschlagventile und eine Kupplung mit den Rack-Modellen. Einige nicht standardisierte Ventile wurden kundenspezifisch angepasst und werden durch generische Elemente wie Öffnungen oder T-

Verbindungen repräsentiert, die durch interne Messungen validiert werden.
Ein Reinigungsgestell besteht aus einem Netzwerk von Düsen und Rohrleitungen, die mit zwei Kupplungspunkten der Maschine verbunden sind. Damit Kompatibilität und Übersichtlichkeit schnell erreicht werden, ist das Rack als Superkomponente in das Modell integriert und wird mit einem Icon dargestellt.

Mechatronische Systemsimulation ist der Schlüssel.

Die verschiedenen Pumpendrehzahlen werden dann virtuell getestet. Dies ermöglicht es Miele, die Druckentwicklung an vordefinierten Sensorpositionen zu untersuchen, um das Simulationsmodell zu validieren. Der Betriebszustand der Maschine ist quasistatisch, so dass dynamische Untersuchungen für diese Art von Prüfungen vernachlässigbar sind. Die simulierten Druckwerte liefern die Grundlage für Anpassungen im Rack-Design.

“Mit der Systemsimulation können wir die Auswirkungen und Wechselwirkungen von Querschnittsänderungen auf einfache Weise untersuchen”, sagt Malec.

“Umstellungen können optimiert oder Düsenparameter verändert werden, um eine konstantere Druckverteilung zu erzielen. Die konstante Druckverteilung ermöglicht eine gute Reinigungskapazität in allen Maschinenteilen.”

Miele 2

PG8528 E 900 / 5 Superkomponente.

Die Design-Explorationsfähigkeit trägt auch zur Festlegung der Konsistenz der Sprüharme bei. Durch gezielte Randbedingungen und die Festlegung von Freiheitsgraden (DOF) kann mit Simcenter Amesim die optimale Düsenkonfiguration schnell gefunden werden. "Die Systemsimulation ist eine Erweiterung der herkömmlichen 3D-CFD-Simulation (Computational Fluid Dynamics) auf Subsystemebene", sagt Malec. "Korrelationen werden sehr schnell klar. Ohne System-Simulation können diese Zusammenhänge nur durch Messungen an teuren Prototypen realisiert werden."

Malec ergänzt: “Die Langlebigkeit und die hohe Qualität unserer Produkte sind auf das Thema Nachhaltigkeit ausgerichtet. Unsere Kunden müssen nicht alle paar Jahre eine neue Maschine kaufen, sondern können sich auf unsere gleichbleibende Qualität verlassen. Das spart nicht nur Geld, sondern schont auch die Umwelt. Wir reduzieren auch unseren Ressourcenverbrauch und verwenden ökologisch unbedenkliche Materialien für die Produktion.”

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