Die Zukunft der Engineering-Simulation: Fortschritte und Herausforderungen in der Technologie

LGR Reutlingen – 25 Mai 2026 | Engineering-Simulation hat sich in den letzten Jahren zu einem unverzichtbaren Werkzeug in der Produktentwicklung gewandelt. Mit der Einführung neuer Technologien und der steigenden Komplexität moderner Systeme wird die Notwendigkeit, präzise und effiziente Simulationen durchzuführen, immer dringlicher. Dies gilt insbesondere für Branchen wie die Datentechnik, wo Unternehmen wie Keysight Technologies innovative Lösungen anbieten, um die Herausforderungen der heutigen Anforderungen zu meistern.

Vor kurzem hat Keysight Technologies seine neueste Simulationstechnologie vorgestellt, die den Designprozess für Hochgeschwindigkeits-Optikverbindungen in Rechenzentren unterstützen soll. Die Einführung der ADS 2026-Version beinhaltet eine Elektrisch-Optisch-Elektrisch (EOE) Simulationsfunktion. Diese Funktion ermöglicht es Ingenieuren, komplette Signalpfade zu modellieren, die sowohl elektrische als auch optische Komponenten umfassen. Der Bedarf an solchen integrierten Lösungen wird vor dem Hintergrund des steigenden Datenverkehrs und der fortschreitenden Entwicklung von KI– und Hochleistungsrechnern immer wichtiger.

Integration von Elektrik und Photonik

Wie von Keysight betont, wird bis 2029 erwartet, dass die meisten hyperskalaren optischen Transceiver mit Geschwindigkeiten von 800 Gbps oder mehr arbeiten werden. Diese Entwicklung erfordert eine engere Integration zwischen elektrischen und photonischen Komponenten, was bedeutet, dass herkömmliche, separate Simulationsworkflows oft unzureichend sind. Die neue EOE-Funktionalität soll diesen Bedarf decken, indem sie eine einheitliche Umgebung bereitstellt, in der Ingenieure die gesamte Signalübertragung simulieren können.

Diese umfassende Sicht auf das Systemverhalten vor dem Bau der Hardware hilft, Signalintegritätsprobleme frühzeitig zu erkennen und minimiert das Risiko von Leistungsproblemen während der Prototyping-Phase. Die Plattform unterstützt zudem die bidirektionale Modellierung optischer Verbindungen, wodurch die Wechselwirkungen zwischen den Signalrichtungen besser erfasst werden können. Diese Aspekte sind entscheidend für die Entwicklung von Systemen, die auf Übertragung mehrerer Signale gleichzeitig angewiesen sind.

Quantentechnologien als Game Changer

Parallel zu diesen Entwicklungen im Bereich der klassischen Engineering-Simulation hat die Quantentechnologie begonnen, ein neues Kapitel in der Simulationstechnik aufzuschlagen. Unternehmen wie Quanscient haben kürzlich einen Durchbruch in der Quantencomputational Fluid Dynamics (CFD) erzielt. Durch die Kombination ihrer One-Step Simplified Lattice Boltzmann Method (OSSLBM) mit optimierter Quanten-Middleware von Haiqu konnten sie komplexe nichtlineare Strömungssimulationen auf realer IBM-Quantenhardware durchführen.

Dr. Valtteri Lahtinen, Mitbegründer von Quanscient, erläutert: „Unser Ansatz geht über isolierte theoretische Konstrukte hinaus, um ein praktisches 2D-nichtlineares Strömungsproblem mit einem eingetauchten Objekt auf tatsächlicher Hardware auszuführen.“ Durch die erfolgreiche Durchführung von 15 iterativen Zeitschritten wurde bewiesen, dass ihre hybride Schleife dynamische Strömungsinformationen trotz Hardwaregeräuschen vorwärts transportieren kann. Dies zeigt, dass die Quantencomputing-Technologie das Potenzial hat, Simulationen zu revolutionieren, die für klassische Computer unzugänglich sind.

Die Rolle von Simulationen im modernen Engineering

Die Bedeutung von Engineering-Simulation wird auch im Motorsport deutlich, wo die Fahrer auf hochentwickelte Simulatoren angewiesen sind, um sich auf Strecken vorzubereiten. Die F1-Simulatoren nutzen LiDAR-Scans, um millimetergenaue 3D-Modelle der Strecken zu erstellen. Diese Technologie ermöglicht es den Fahrern, ihre Strategien und Fahrzeugkonfigurationen zu verfeinern, bevor sie tatsächlich auf die Strecke gehen. Jedoch ist die Nutzung solcher Simulatoren nicht unumstritten. Fahrer wie Lewis Hamilton haben Bedenken geäußert, dass Simulatoren manchmal zu falschen Erwartungen führen können, was die tatsächliche Fahrdynamik betrifft.

„Ich sitze jede Woche im Simulator, um mich auf das Rennen vorzubereiten, aber manchmal funktioniert die Setup-Arbeit nicht wie erwartet“, sagt Hamilton. Diese Aussagen verdeutlichen, dass Simulationen zwar wertvolle Werkzeuge sind, aber auch ihre Limitationen haben. Die Balance zwischen digitaler und physischer Erfahrung bleibt eine Herausforderung für Ingenieure und Fahrer gleichermaßen.

Marktdynamik und zukünftige Herausforderungen

Die Entwicklungen in der Engineering-Simulation zeigen deutlich die Notwendigkeit einer fortlaufenden Anpassung an die sich schnell ändernden technologischen Anforderungen. Die Integration von KI und Quantencomputing in den Simulationsprozess ist ein Schritt in Richtung einer effizienteren und genaueren Produktentwicklung. Allerdings gibt es auch Herausforderungen zu bewältigen, insbesondere in Bezug auf die Skalierbarkeit und die Kosten solcher Technologien.

Analysten in Frankfurt betonen, dass Unternehmen, die die Vorteile dieser neuen Technologien nutzen wollen, in die Ausbildung ihrer Mitarbeiter und die Entwicklung geeigneter Infrastrukturen investieren müssen. Die Fähigkeit, präzise Simulationen zu erstellen, wird entscheidend sein, um im Wettbewerb bestehen zu können, insbesondere in Branchen, wo Zeit und Präzision von größter Bedeutung sind.

Insgesamt verdeutlichen die jüngsten Entwicklungen in der Engineering-Simulation, dass der Sektor vor einer spannenden, aber auch herausfordernden Zukunft steht. Die Notwendigkeit zur Integration neuer Technologien, die Bewältigung von Komplexität und die Aufrechterhaltung der Produktivität müssen mit Bedacht angegangen werden, um den wachsenden Anforderungen des Marktes gerecht zu werden.