KI im Engineering Blechbauteile automatisiert analysieren und optimieren

Quelle: Optimate

Anbieter zum Thema

Das Start-up Optimate will der Blechbearbeitung mehr Prozesssicherheit geben – von der Konstruktion bis zur Fertigung. Der Schlüssel dazu ist eine Cloud-basierte Lösung zur Analyse und Verbesserung von Blechbauteilen. Diese erkennt Optimierungspotential innerhalb von Sekunden, weist auf Konstruktionsfehler hin und konstruiert um.

Blechwissen auf Knopfdruck macht die Cloud-basierte Lösung Optimate möglich.
Blechwissen auf Knopfdruck macht die Cloud-basierte Lösung Optimate möglich.
(Bild: Optimate)

Damit das Biegen nicht zum Brechen wird, ist bei der Blechbearbeitung viel Know-how erforderlich. Das befindet sich jedoch meist in den Köpfen der langjährigen Blech-Spezialisten, die sich nach und nach in den Ruhestand verabschieden. Mit dem Weggang der Know-how-Träger schwindet der langjährige Erfahrungsschatz.

Was nützt die beste Automatisierung der Biegemaschine, wenn jedes zweite Bauteil nicht fertigbar ist? Eine digitale Machbarkeitsprüfung und automatisierte Bauteiloptimierung beugt solchen Unwägbarkeiten vor.
Was nützt die beste Automatisierung der Biegemaschine, wenn jedes zweite Bauteil nicht fertigbar ist? Eine digitale Machbarkeitsprüfung und automatisierte Bauteiloptimierung beugt solchen Unwägbarkeiten vor.
(Bild: Trumpf)

Das Stuttgarter Start-up Optimate hat es sich deshalb zur Aufgabe gemacht, das über Jahrzehnte aufgebaute Blechwissen zu digitalisieren – eine Herausforderung, wenn man bedenkt, wie umfangreich und vielfältig die Anwendungen in der Blechbearbeitung sind.

Wir hatten dieses Problem erkannt und wollten das jahrzehntelange Wissen und den Zugang zu dem Blech-Know-how als digitalen Beratungsservice vorhalten.

CEO und Co-Gründer Jonas Steiling, Optimate

Hinter Optimate stecken zwei Cloudprodukte: Bauteilanalyse mit Potentialerkennung und automatische Bauteiloptimierung, also die eigentliche Umkonstruktion der Blechteile.
Hinter Optimate stecken zwei Cloudprodukte: Bauteilanalyse mit Potentialerkennung und automatische Bauteiloptimierung, also die eigentliche Umkonstruktion der Blechteile.
(Bild: Optimate)

Diese anfängliche Vision wurde inzwischen Wirklichkeit mit einer digitalen Lösung für die Analyse und Optimierung von Blechbauteilen. Wer die Lösung nutzt, muss nicht mehr Gefahr laufen, ein Bauteil in die Fertigung zu bringen, was womöglich gar nicht oder nur kostenintensiv herzustellen ist. „,Wir geben Konstruktion und Arbeitsvorbereitung nicht nur mehr Prozesssicherheit, auch zeitintensive Rückfragen beim Kunden und teure, manuelle Umkonstruktionen gehören damit der Vergangenheit an“, sagt Jonas Steiling.

Über Optimate

Die Optimate GmbH Mitte 2020 als Start-up mit Sitz in Stuttgart gegründet, ist aus einem internen Innovationsprogramm bei Trumpf hervorgegangen. Die Gründer bringen
jahrelange Erfahrung in der Blechbearbeitung mit und haben dieses Know-how in eine
digitale Lösung für die Bauteiloptimierung eingebracht.
Neben Herstellern und Lohnfertigern nutzen auch Webshops und Markplätze die Cloud-Lösung für die Analyse und
Optimierung von Blechbauteilen.

www.optimate.de

Machbarkeitsanalyse und der Bauteiloptimierung in Einem

Die Cloud-Lösung von Optimate besteht aus zwei Produkten: der Machbarkeitsanalyse und der Bauteiloptimierung.

  • In einem ersten Schritt lädt der Anwender sein Blechbauteil als Step- bzw. Solidworks-Format in der Cloud-basierten Web-App hoch. Mehrere 3D-CAD-Dateien können gleichzeitig hochgeladen und analysiert werden.
  • Als Materialoption sind Baustahl, Edelstahl und Aluminium auswählbar.
  • Innerhalb weniger Sekunden wird pro Bauteil aufgelistet, wie viel Potential vorhanden ist.
  • Ein hoch optimierbares Bauteil kann mehr als 30 Prozent Kostenersparnis bedeuten, ein gut optimierbares Teil immerhin bis zu 20 Prozent.
Der Anwender sieht jetzt Optimierungsmöglichkeiten, wo er zuvor keine Transparenz über seine Bauteile hatte und wo es sich lohnt, nochmals genauer hinzuschauen.

Konstruktionsfehler schnell erkennen

Der Service von Optimate erkennt innerhalb von Sekunden das Optimierungspotential und zeigt eventuelle Konstruktionsfehler an. Parallel zur Potentialerkennung läuft im Hintergrund eine Machbarkeitsprüfung, um für jedes Bauteil sicherzustellen, dass es auch prozesssicher gefertigt werden kann. Falls dies nicht gegeben ist, werden die entsprechenden Flächen an dem Bauteil als Warnungen farblich gekennzeichnet.

Während Verformungen häufig die Optik des Bauteils beeinflussen, hindert ein Großteil der ausgegebenen Warnungen den Werker in der Produktion daran, dieses Bauteil überhaupt herstellen zu können.

Optimate zufolge kann ein hoch optimierbares Bauteil mehr als 30 Prozent Kostenersparnis bedeuten, ein gut optimierbares Teil immerhin bis zu 20 Prozent.
Optimate zufolge kann ein hoch optimierbares Bauteil mehr als 30 Prozent Kostenersparnis bedeuten, ein gut optimierbares Teil immerhin bis zu 20 Prozent.
(Bild: Optimate)

Wird beispielsweise die minimale Schenkellänge unterschritten und der markierte Fehlerschenkel ist zu kurz in Abhängigkeit von Biegewinkel, Blechstärke, Material und Werkzeugpaarung, dann lässt sich der Schenkel nicht biegen. Der Konstrukteur kann somit frühestmöglich über die Warnung oder andere Störkonturen informiert werden, die in der 3D-Grafik rot markiert sind.

Der Clou: Bauteiloptimierung auf einen Klick inklusive Konstruktionsvorschlag

Was nützen aber Warnungen, wenn diese dann doch noch manuell behoben werden müssen? Der Clou an der Optimate-Lösung: auf Knopfdruck erfolgt sofort ein Konstruktionsvorschlag zur prozesssicheren Fertigung des Bauteils. „Mit einem Klick wird in einer Optimierungsgrafik ein verlängerter Schenkel auf das minimale Schenkelmaß angezeigt“, präzisiert Jonas Steiling. Von Vorteil dabei ist, dass sich der Konstrukteur und die Mitarbeiter der Arbeitsvorbereitung immer den Ist-Zustand parallel zum optimierten Soll-Zustand anzeigen lassen können. Der Anwender kann nun das angepasste Bauteil direkt als STEP- oder Solidworks-Datei herunterladen und in sein CAD-Programm übernehmen.

Blechwinkel mit über 40 Potenzial. Rechts im Bild sind die Vorschläge für Konstruktionsvarianten zu sehen.
Blechwinkel mit über 40 Potenzial. Rechts im Bild sind die Vorschläge für Konstruktionsvarianten zu sehen.
(Bild: Optimate)

Damit das Ganze funktioniert, müssen die vorhandenen Biegewerkzeuge initial in dem individuellen Kundenprofil eingepflegt werden. Dadurch ist ausgeschlossen, dass Optimierungsvorschläge gemacht werden, für die kein erforderliches Toolset verfügbar ist.

Konstruktionsleiterforum

Produktentwicklung neu denken

Der Schlüssel für den Erfolg eines Unternehmens liegt in Konstruktion und Entwicklung. Hier entstehen innovative Produkte, die die Wettbewerbsfähigkeit sichern. Doch kennen Sie die Herausforderungen der Produktentwicklung im 21. Jahrhundert?

Das Konstruktionsleiterforum will Konstruktions- und Entwicklungsleiter für Hürden sensibilisieren, sowie Tools und Methoden aufzeigen, um innovative Ideen strukturiert zu entwickeln und den Produktentstehungsprozess so schlank und effizient wie möglich zu gestalten.

KI findet Optimierungspotential mit über 90 Prozent Genauigkeit

Für die Identifikation des Optimierungspotentials hat das Start-up-Team eigens eine Künstliche Intelligenz entwickelt. Im Algorithmus der KI sind ca. 60 verschiedene Features hinterlegt, die so ziemlich jedes Blechbauteil beschreiben können. „,Mittlerweile können wir mit 92-prozentiger Genauigkeit vorhersagen, ob es Optimierungspotential gibt, selbst bei Bauteilen, welche die KI vorher noch nie gesehen hat“, erklärt Jonas Steiling. Und je mehr Anwender ihre Bauteile in die Cloud-Lösung hochladen, um so „schlauer“ wird die KI schließlich. „Wir wollen die KI immer wieder neu trainieren, sodass die Treffergenauigkeit stetig wächst.“

Und auch an die derzeit letzten 8 Prozent der Wegstrecke hat Optimate gedacht: Wenn ein Nutzer an die Grenzen des Möglichen stößt, kann er in der Cloud-Plattform per Knopfdruck die Berater von Optimate mit ins Boot holen.

KI sucht Optimierungspotential auch bei Machbarkeit

Oft erkennt die Machbarkeitsprüfung keine Warnungen, das heißt das analysierte Bauteil ist prinzipiell so herstellbar. Die KI erkennt hingegen ein hohes Optimierungspotential. Weshalb also nicht optimieren, wenn dadurch häufig ganze Fertigungsschritte wegfallen können und enorme Kosteneinsparungen möglich sind?

Die Frage ist nun: Wie kann dieses Blechbauteil systemgestützt umkonstruiert werden? Auch hierfür hat sich das Start-up eine pfiffige Lösung ausgedacht und entwickelt: die automatische Optimierung.

Jetzt Newsletter abonnieren

Verpassen Sie nicht unsere besten Inhalte

Mit Klick auf „Newsletter abonnieren“ erkläre ich mich mit der Verarbeitung und Nutzung meiner Daten gemäß Einwilligungserklärung (bitte aufklappen für Details) einverstanden und akzeptiere die Nutzungsbedingungen. Weitere Informationen finde ich in unserer Datenschutzerklärung.

Aufklappen für Details zu Ihrer Einwilligung
  • Passende CAD-Bauteile können ganz einfach hochgeladen werden.
  • Im Hintergrund wird aus dem 3D-Körper ein 2D-Zuschnitt erstellt, also eine Abwicklung gemacht.
  • Diese Abwicklung wird anschließend in eine grafische Beschreibung überführt, bei der jede Fläche zu ihren Nachbarflächen eine Verbindungsart aufweist.
  • Auf diesen Grafen generiert die Optimate-Lösung alternative Konstruktionsweisen zu dem Bauteil und zeigt die fünf relevantesten.
  • Für jede dieser Lösungsvarianten laufen automatisch eine Stabilitätsprüfung sowie eine Kostenkalkulation mit.

Der Konstrukteur entscheidet

Der Anwender in der Konstruktion oder Arbeitsvorbereitung wählt per Klick aus allen fünf vorgeschlagenen Varianten die für ihn geeignetste aus. Die ausgewählte optimierte Variante erscheint am Bildschirm mit Angabe zur Kostenersparnis, wobei genau zu erkennen ist, an welchen Stellen diese erreicht wird.

Die letzte Entscheidung sollte immer noch beim Konstrukteur liegen. Wir liefern ihm die Basis für seine Entscheidung inklusive Umkonstruktion und CAD-Datensatz. Mit unseren Tools hat er Zugang zu umfangreichem Expertenwissen rund um die Blechbearbeitung und wir erweitern damit seinen Entscheidungshorizont nachhaltig

Wenn schließlich der Auftraggeber der Bauteiloptimierung und Umkonstruktion zustimmt, können die optimierten Bauteile prozesssicher in die Produktion gehen.

Veranstaltunsgtipp: Produktentwicklung effizient gestalten und Kostenfallen vermeiden

Konstruktions- und Entwicklungsleiter müssen mit interdisziplinären Teams neue Ideen strukturiert und domänenübergreifend entwickeln können und dabei gleichzeitig Kosten, Nachhaltigkeit sowie die Time-to-Market im Blick behalten. Eine Aufgabe, die an Komplexität kaum zu überbieten ist.

Das Konstruktionsleiter-Forum will Konstruktions- und Entwicklungsleiter sensibilisieren für die Herausforderungen der Produktentwicklung des 21. Jahrhunderts sowie Lösungen aufzeigen. Dazu gehören praxisorientierte Tools und Methoden, um innovative Ideen strukturiert zu entwickeln und den Produktentstehungsprozess so schlank und effizient wie möglich zu gestalten.

Und letztlich muss das Produkt am Ende auch wirtschaftlich gefertigt werden. Am Institut für Produktentwicklung (Ipek) in Karlsruhe ist man überzeugt: Um dieses Ziel zu erreichen, müssen Konstruktion und Produktion in Zukunft gemeinsam gedacht werden. Aus diesem Grund baut das Institut gemeinsam mit Werkzeugmaschinen-Hersteller Trumpf ein Lern- und Anwendungszentrum (LAZ) als Modell eines schnell agierenden Mittelständlers auf, in dem alle Phasen der Produktentwicklung von der Produktstrategie über die Gestaltung und Fertigung bis hin zur Messung der Produktperformance durchgängig betrachtet und vermessen werden können.

Die Teilnehmer erfahren auf dem Konstruktionsleiter-Forum am 21. September in Würzburg, warum dieses Labor einmalig ist und welche Erkenntnisse sich die Projektpartner davon versprechen.

Zum Konstruktionsleiter-Forum.

(ID:48531009)