Einmal modellieren, mehrfach verwenden: Getriebemodelle mit REXS
Wie REXS eine konsistente Datenbasis für die gesamte Engineering-Toolchain schafft
Die Getriebeentwicklung setzt auf spezialisierte Werkzeuge für Verzahnungsdesign, Systemsimulation, Bauteilberechnung und Validierung. Dabei müssen technische Modelldaten zwischen diesen Anwendungen ausgetauscht werden. Ohne eine gemeinsame Datenbasis entstehen bei diesen Übergaben zusätzlicher manueller Aufwand, inkonsistente Daten und das Risiko, mit veralteten Informationen weiterzuarbeiten.
Genau hier setzt der Reusable Engineering EXchange Standard (REXS) an: Ein Getriebemodell soll nicht für jede Anwendung neu aufgebaut werden müssen, sondern über die gesamte Engineering-Toolchain hinweg wiederverwendbar sein. REXS schafft dafür eine gemeinsame, maschinenlesbare Beschreibung von Getriebemodellen. Kompatible Werkzeuge können damit Komponenten, Attribute und Beziehungen austauschen, während ihre eigenen Berechnungs- und Modellierungsmethoden erhalten bleiben.
Dieser Beitrag zeigt, wie REXS die Engineering-Toolchain verbindet, welche Vorteile ein standardisierter Modellaustausch bietet und wie die FVA-Workbench als Referenzimplementierung den praktischen Einsatz von REXS unterstützt.
REXS: Eine gemeinsame Sprache für Getriebemodelle
Ein Getriebemodell verbleibt nur selten in einer einzigen Anwendung. Die Verzahnungsgeometrie wird beispielsweise in einem Auslegungswerkzeug erstellt und anschließend an Software für Mehrkörpersimulation (MKS), Bauteilberechnung oder NVH-Analyse übergeben.
Fehlt eine gemeinsame Datenbasis, müssen Ingenieurinnen und Ingenieure Verzahnungsgeometrien, Wellenpositionen, Lager, Werkstoffe und Lasten in der nächsten Anwendung erneut eingeben oder zuordnen. Mit jeder Übergabe stellen sich dabei dieselben Fragen:
Ist dies tatsächlich der aktuelle Modellstand?
Wurden Einheiten und Koordinatensysteme korrekt interpretiert?
Sind alle Beziehungen zwischen den Komponenten erhalten geblieben?
Solche manuellen Schritte sind nicht nur zeitaufwendig, sie schaffen zusätzliche Fehlerquellen und erschweren die Nachvollziehbarkeit von Berechnungen.
Hier kommt REXS zum Einsatz: Der Standard ersetzt den fehleranfälligen Punkt-zu-Punkt-Austausch durch eine gemeinsame technische Sprache für Getriebemodelle. So können bestehende Modelldaten über verschiedene Anwendungen hinweg wiederverwendet werden, ohne dass jede Anwendung das Getriebemodell von Grund auf neu aufbauen muss. Dafür definiert REXS ein konsistentes, herstellerneutrales Modell für Getriebe und deren Komponenten. Dabei schreibt REXS nicht vor, wie eine Software rechnen oder ein Modell intern verwalten muss. Standardisiert wird vielmehr, welche technischen Informationen zwischen Anwendungen ausgetauscht werden können und wie diese beschrieben sind. Dazu gehören unter anderem:
Komponenten wie Zahnräder, Wellen, Lager, Gehäuse und Kupplungen
Werkstoffe, Schmierstoffe
Geometrien und technische Attribute
Lasten und Lastkollektive
Beziehungen zwischen Komponenten
Einheiten und weitere Metadaten
REXS unterstützt Darstellungen in XML und JSON und eignet sich damit sowohl für die interaktive Nutzung als auch automatisierte Workflows und Systemintegrationen. Der Standard ist frei zugänglich und wird fortlaufend in enger Zusammenarbeit mit Industrieunternehmen, Forschungsinstituten und Softwareanbietern weiterentwickelt. Dadurch entsteht ein Datenmodell, das nicht an eine einzelne Software oder einen einzelnen Hersteller gebunden ist.
Der Anwendungsfall: Ein Modell für mehrere Engineering-Aufgaben
Besonders anschaulich wird der Nutzen von REXS bei der Übergabe von der Verzahnungsauslegung an die Mehrkörpersimulation. Die Quellanwendung exportiert ein definiertes REXS-Modell mit den relevanten Geometrien, Komponenten, Beziehungen und Betriebsdaten. Die MKS-Anwendung importiert die von ihr unterstützten Inhalte und verwendet diese zum Aufbau oder zur Anreicherung ihres Simulationsmodells. Ändert sich die Konstruktion, kann der Austausch kontrolliert und nachvollziehbar wiederholt werden. Statt das Modell vollständig neu aufzubauen, werden die relevanten Informationen standardisiert zwischen den beteiligten Anwendungen übertragen. Das reduziert manuellen Aufwand und schafft mehr Zeit für die eigentliche Engineering-Aufgabe: die Bewertung und Optimierung des Systemverhaltens.
Dasselbe Prinzip lässt sich auf weitere Stationen der Engineering-Toolchain übertragen, beispielsweise auf Bauteilberechnung, Systemauslegung, Fertigung und Validierung. Unternehmen können dadurch spezialisierte Anwendungen kombinieren, ohne alle Fachdisziplinen auf eine einzige Softwareumgebung festlegen zu müssen.
FVA-Workbench: Die Referenzimplementierung
Die FVA-Workbench ist die Referenzimplementierung von REXS. Ihr Getriebemodell ermöglicht es, den Standard in einer industriellen Berechnungsumgebung umzusetzen, zu testen und anhand realer Anwendungsfälle zu demonstrieren. Anwender können aus einer REXS-Datei ein FVA-Workbench-Modell erzeugen und bestehende Modelle über die Benutzeroberfläche oder per Skript exportieren. Dabei können unter anderem die benötigte REXS-Version sowie die zu übertragenden Eingabedaten und berechneten Werte festgelegt werden. Damit bietet die FVA-Workbench eine praxisnahe Umgebung, um reale Austauschprozesse zu erproben und die Interoperabilität zwischen Engineering-Anwendungen zu validieren.
Ebenso wichtig ist das Entwicklungsmodell hinter REXS. Die FVA GmbH koordiniert die kontinuierliche Weiterentwicklung der Spezifikation und bündelt die Beiträge von Softwareanbietern, Industrie und Forschung. Die Forschungsvereinigung Antriebstechnik e. V. finanziert und unterstützt diese Aktivitäten. Die Kombination aus gemeinschaftlicher Finanzierung, neutraler Koordination und einer gepflegten Referenzimplementierung schafft damit eine belastbare Grundlage für die langfristige industrielle Verbreitung von REXS.
Der Einstieg in REXS: In vier Schritten zur wiederverwendbaren Modelldatenbasis
Mit einer aufwendigen Übergabe beginnen: Als Einstieg eignet sich ein wiederkehrender Austausch, bei dem besonders viel manueller Aufwand entsteht oder Informationen verloren gehen – beispielsweise die Übergabe von der Verzahnungsauslegung an eine MKS-Anwendung.
Versionen und Anforderungen klären: Die verfügbaren REXS-Versionen und Anforderungen sollten mit dem jeweiligen Softwareanbieter abgestimmt werden. Dabei ist zu klären, welche REXS-Version unterstützt wird, welche Modellinhalte benötigt werden und welche Import- und Exportmöglichkeiten zur Verfügung stehen.
Mit repräsentativen Modellen testen: Für die Erprobung sollten realistische Modelle mit unterschiedlichen Komponenten, Varianten, Koordinatensystemen, Lasten und relevanten Sonderfälle verwendet werden. So lässt sich beurteilen, wie gut der Datenaustausch im tatsächlichen Engineering-Prozess funktioniert.
Erkenntnisse zurück in die Entwicklung geben: Fehlende Attribute, Zuordnungsprobleme und Validierungsergebnisse sollten mit dem Softwareanbieter geteilt werden. Dadurch können sowohl die Schnittstelle als auch der Engineering-Workflow kontinuierlich verbessert werden.
Fazit: REXS als Grundlage für durchgängiges Engineering
REXS macht das Getriebemodell zu einem wiederverwendbaren Element innerhalb der gesamten Engineering-Toolchain. Der Standard reduziert wiederholte Dateneingaben, unterstützt automatisierte Workflows und erleichtert die Kombination spezialisierter Anwendungen, ohne ausschließlich auf proprietäre Schnittstellen angewiesen zu sein. Dabei geht es nicht darum, die unterschiedlichen Engineering-Werkzeuge durch eine einzige Lösung zu ersetzen. Im Gegenteil: REXS schafft die gemeinsame Datengrundlage, auf der unterschiedliche Anwendungen ihre jeweiligen Stärken ausspielen können.
Mit der FVA-Workbench als Referenzimplementierung, der FVA GmbH als Koordinatorin der Weiterentwicklung und der Forschungsvereinigung Antriebstechnik als Finanziererin verbindet REXS einen offenen Austauschstandard mit praktischer Engineering-Erfahrung und einem nachhaltigen Branchenmodell.
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