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20 DESIGN&ELEKTRONIK 11 2020 www designelektronik de ben ob die Ergebnisse den festgelegten Randbedingungen entsprachen oder nicht So ließ sich die richtige Kombination aus der Anzahl der LEDs dem Substratund Kühlkörperdesign der erforderlichen optischen Effizienz sowie dem Gesamtdurchflussstrom mithilfe virtueller Versuche anstatt durch Messung unterschiedlicher physischer Produktprototypen ermitteln ■ Unterschiedliche Demoversuche Im zweiten Teil der Implementierung wurden vier Demonstrationsversuche durchgeführt zwei für das Großunternehmen und zwei für das KMU bei denen die bisherige Entwicklungsmethode mit der neuen Methode verglichen wurde Gleichzeitig machte ein unabhängiges photometrisches Prüflabor die erforderlichen Vorproduktionsprüfungen Alle Designund Entwicklungsphasen einer Leuchte folgten dem Ziel die wichtigsten Spezifikationen einzuhalten Der Designprozess wurde für jeden der in Tabelle 1 aufgeführten Entwicklungsstile überwacht um die Entwicklungskosten Zeitaufwand Personalkosten bis zur Realisierung der Muster sowie die Kosten der Messungen für Labormessungen und Charakterisierung zu ermitteln 3 20 Die Konstruktionsprozesse des KMU wurden mithilfe der Tabellenkalkulation nachverfolgt Zunächst erfassten und verglichen die Forscher den Zeitaufwand für jeden Entwicklungsschritt der gemäß dem herkömmlichen Trialand-Error-Ansatz des Unternehmens durchgeführt wurde Anschließend wiederholten sie den Vorgang für dieselbe Konstruktionsaufgabe wobei dieses Mal ein virtueller Prototyp erstellt wurde Bild 8 zeigt das fertige Leuchtenmuster das sie mit diesem Ansatz entwickelten Für das Großunternehmen hat man kompakte LED-Gehäusemodelle erstellt und mit neuen Erweiterungen eines hanTitel - Optoelektronik Virtuelle LED-Prototypen Hauptkosten der Konstruktion in US-Dollar KMU - Alter Prozess % KMU - Neuer Prozess % Rückgang % Großunternehmen - Alter Prozess % Großunternehmen - Neuer Prozess % Rückgang % Personalkosten 89 6 63 3 29 81 9 50 2 39 Materialkosten 4 9 2 8 43 5 5 2 8 48 Prüfung 5 6 5 6 0 12 6 4 5 65 Gesamt 100 71 7 28 100 57 5 42 Tabelle 2 Kostenvergleich zwischen altem Prozess und neuen Delphi4LED-Prozessen zur Konstruktion und Fertigung des ersten Prototyps einer Leuchte Angegeben sind die relativen Werte im Vergleich zu den Gesamtkosten der Entwicklung gemäß dem alten Prozess die absoluten Gesamtkosten der Unternehmen weichen hiervon ab Bild 7 Excel-Tabellen helfen dabei grundlegende Designalternativen für die Leuchte zu bewerten oben Ziel für den Gesamtlichtstrom nicht erreicht Mitte Lötpunkt-Temperatur-Beschränkung verletzt unten Designziel ohne Verletzung von Einschränkungen erreicht elektrooptische Co-Simulation der Leuchte iterativ durchgeführt wird wurde über eine Art Ampelprinzip die Rückmeldung gegeIn Bild 7 sind drei Designalternativen dargestellt Nach der Multi-DomainSimulation bei der die thermische und