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CAx-Software

KI in NX: So kann das CAx-Tool anstehende Arbeitsschritte vorhersagen

| Redakteur: Juliana Pfeiffer

Das CAx-Tool NX von Siemens integriert jetzt Machine-Learning(ML)- und Artificial-Intelligence(AI)-Funktionen. Damit kann die Software anstehende Arbeitsschritte vorhersagen und die Benutzeroberfläche vorausschauend aktualisieren. konstruktionspraxis sprach mit Peter Scheller, Marketing Director NX bei Siemens PLM Software über diese Entwicklung.

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Peter Scheller, Marketing Director NX bei Siemens Industry Software, im Gespräch mit Juliana Pfeiffer, Redakteurin der konstruktionspraxis.
Peter Scheller, Marketing Director NX bei Siemens Industry Software, im Gespräch mit Juliana Pfeiffer, Redakteurin der konstruktionspraxis.
(Bild: konstruktionspraxis)

konstruktionspraxis: Wie kam es zu der Entwicklung, Künstliche Intelligenz im CAD-Tool NX zu integrieren?

Peter Scheller: Siemens beschäftigt sich bereits seit einer Weile mit Künstlicher Intelligenz und hat sich dazu entschlossen, diese KI zum ersten Mal in ein interaktives System zu packen. Unsere Entwickler haben festgestellt, dass die Interaktion mit den Systemen immer wieder Muster abbildbar macht, diese gilt es zu erkennen und einzusammeln. Auch die Herangehensweise der Konstruktion wird sich stark in Zukunft verändern.

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konstruktionspraxis: Was meinen Sie damit?

Scheller: Die Simulation rückt immer mehr in die Anfangsphase der Konstruktion. Das Problem dabei ist das nach wie vor vorherrschende Silo-Denken – wie führe ich einem Kon- strukteur näher an die Simulation heran? Damit einhergehend ist aus Siemens-Sicht eine Weiterentwicklung des Systems unbedingt notwendig, sonst bleibt die Vorgehensweise während der Produktentwicklung in den Silos der CAE, CAD und CAM hängen. So wird ein Simulationsexperte immer erst an Simulation denken und ein Konstrukteur an die Geometrie. Um aus den einzelnen Simulationsergbnissen Rückschlüsse für die folgenden Schritte innerhalb der Konstruktion zu ziehen, sollten diese Disziplinen besser voneinander lernen. Die KI hilft dabei, die disziplinübergreifenden Arbeitsschritte für den Anwender sinnvoll anzubieten.

konstruktionspraxis: Künstliche Intelligenz und Machine Learning in einem Produkt abzubilden ist eine Herausforderung. Warum ist Siemens den Weg gegangen, dies in ein CAx-Tool zu integrieren?

Scheller: Die Herausforderung vieler Konstrukteure ist heute nicht mehr irgendetwas abzuarbeiten, sondern dies im Kontext mit einem Produkt zu erledigen. Die Tools können heute so viel Funktionalität bereitstellen, dass das klassische User-Interface aufgeräumt ist. Es kann allerdings nicht dynamisch von einem Anwender lernen, wie es sinnvoll innerhalb eines Kontextes in Interaktion gebracht werden kann.

konstruktionspraxis: Können Sie dies anhand eines Beispiels erklären?

Scheller: Bei der Konstruktion einer Schraube beispielsweise, ist es dem statischen User-Interface egal, ob der Konstrukteur mit einer Linie oder einem Sechseck beginnt. Unserer KI ist dies nicht egal. Sie erkennt Muster innerhalb der Konstruktion, sammelt diese ein und lernt über die Zeit immer besser. Nutzt der Konstrukteur eine Woche lang dieses Adaptive-User-Interface während er eine Schraube konstruiert, dann bekommt er nur noch die vier Befehle angezeigt, die sinnvoll in den Kontext passen. Diese Sinnhaftigkeit kann nicht nur interaktiv gemacht werden, sondern findet auch umgekehrt, d.h. alte Konstruktionen können angesehen und aus diesen gelernt werden.

konstruktionspraxis: Welche Vorteile bietet diese Sinnhaftigkeit innerhalb des Adaptive-User-Interfaces?

Scheller: Das Grafikfenster wird damit optimiert. Der Konstrukteur hat vielmehr Platz, egal ob in der Freiformfläche, bei den Skizzen und Linien oder bei den Flächen. Das System bietet ihm sinnhaft in diesem Zusammenhang die kommenden Befehle an. Damit haben der Konstrukteur und der neue User einen großen Anfangsstartpunkt. So kann das Expertenwissen innerhalb des Unternehmens gesichert werden. Klassisch wurde dies bisher in einem Konstruktionshandbuch oder einer Dokumentation festgehalten; dies ist allerdings in der heutigen schnelllebigen Produktionswelt kaum noch aktuell.

konstruktionspraxis: Welche Rolle haben die Anforderungen der Anwender bei der Entwicklung von NX gespielt?

Scheller: Siemens hat erkannt, dass unserer Anwender am Limit sind, was den Befehlsumfang angeht. Wenn ich heute mit einem Konstruktionsleiter über unsere Produkte spreche, dann sagt er mir: „Wir nutzen gerade einmal 50 % von dem, was ihr uns da verkauft habt.“ Um den Mehrwert des Programms zu heben, brauche ich Expertenwissen, einen Assistenten, der mir bessere Vorschläge macht und das kann ein statisches User-Interface nicht leisten. D.h., und das ist der nächste Weg, wir werden in vier, fünf Jahren einen Produktentwicklungsassitenten haben.

konstruktionspraxis: Sie sagten eben, Kunden nutzen nur 50 % vom Funktionsumfang der Siemens Software. Wie kann das neue NX dies verändern?

Scheller: Word hat beispielsweise hunderte von Befehlen. Mit dem Ziel einen Brief zu schreiben, ruft der Anwender ein neues Blatt auf und fängt an zu schreiben, aber vielleicht würden Templates diesen Vorgang um 20 % schneller machen. Und genau so ist NX: Es gibt ein Ziel, und NX stellt mir die passenden Werkzeuge zu Verfügung. Die KI unterstützt den Konstrukteur dabei, diese Werkzeuge optimal in seine Arbeit einzubringen. Ein visueller Assisent – das Youtube für NX so zusagen – gibt dem Anwender die wichtigen Vorschläge in der richtigen Reihenfolge.

konstruktionspraxis: Wohin entwickelt sich die CAD-Software NX in den nächsten Jahren?

Scheller: Die gesamthafte Produktentwicklung – das Generative Engineering – nimmt in den nächsten Jahren stark zu. An dieser Stelle sollten Entwickler keine Angst vor Model-Based-Systems-Engineering haben, sondern neugierig darauf sein, wie man eine Konstruktion so aufsetzt, dass man eine Produktgenetik darin verankern kann. Auch Topologieoptimierung und Strömungssimulation können verankert werden, da die Genetik des Produkts entschlüsselt wurde: Der Konstrukteur weiß, wenn er etwas variiert, passiert dies und jenes. Blechautos wurden beispielsweise bis zum Exzess optimiert, da ist sich die Entwicklung zu 95 % sicher, wie es sich verhält und wie Fehler behoben werden. Bei Elektroautos allerdings, weiß das heute niemand so genau, deshalb haben so viele noch Angst davor. Der Feuerwehrmann beispielsweise hat keine Erfahrungswerte, wie er bei einem Unfall vorgehen soll. Deshalb müssen solche Dinge ganzheitlich betrachtet werden, um neue Produkte zu entwickeln. Umso wichtiger ist es daher, bereits in der Konstruktion ganz andere Ansätze zu haben.

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