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Künstliche Intelligenz

KI verschafft Konstrukteuren Freiraum

Welche Vorteile Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) im Rahmen der Produktentwicklung haben und wie Konstrukteure und Entwickler davon profitieren erklärt Mike Haley, Leiter der Abteilung für KI bei Autodesk, im Interview.

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Der Weltraum-Lander ist die komplizierteste Konstruktion, die bei Autodesk bisher mit Generativem Design erstellt wurde. Durch die völlig neuen Designentwürfe konnte die Masse der äußeren Struktur um 35 % reduziert werden.
Der Weltraum-Lander ist die komplizierteste Konstruktion, die bei Autodesk bisher mit Generativem Design erstellt wurde. Durch die völlig neuen Designentwürfe konnte die Masse der äußeren Struktur um 35 % reduziert werden.
(Bild: Autdesk)

Herr Haley, Künstliche Intelligenz und CAD-Software – was bedeutet das für Autodesk?

Wir beschäftigen uns seit über 35 Jahren mit Automatisierung und setzen großes Vertrauen in smarte Lösungen. Das Zusammenspiel von Mensch und Maschine verändert wie wir arbeiten, wie wir Dinge entwickeln und fertigen. Autodesk setzt unter dem Dach der Automatisierung auf Künstliche Intelligenz, Virtual und Augmented Reality sowie 3D-Druck. Damit werden Design, Maschinenbau und Simulation bis hin zu CAM, additive Fertigung und Fabrikmanagement digital vereint. Diese einheitliche Plattform löst die Silos zwischen den Disziplinen auf, ermöglicht agileres Arbeiten zwischen Ingenieurteams und macht Hersteller wettbewerbsfähiger.

Welche Vorteile bietet KI im Rahmen der Produktentwicklung?

Eine KI-gestützte Lösung für Design und Konstruktion wie das Generative Design bietet dem Anwender innerhalb kurzer Zeit verschiedenste Designvarianten. Selbst noch so kreative Designer kommen – aufgrund ihrer Vorerfahrung – immer wieder zu ähnlichen Designs. KI und Computational Exploration hingegen entwickeln gänzlich neue Entwürfe, die sich ein menschliches Gehirn vielleicht nicht vorstellen kann. Dabei basieren alle Varianten auf den Vorgaben des Anwenders, wie die Auswahl der Materialien oder der Kostenrahmen des Produkts. Dies reduziert den Zeitaufwand, ist effizienter und damit kostengünstiger. Das Unternehmen stellt sich so wettbewerbsfähiger auf.

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Welche Vorteile ergeben sich dadurch für den Konstrukteur?

Durch die Nutzung von KI in CAD-Software können Designer und Konstrukteure den Anteil weniger interessanter, zeitaufwändiger Routinearbeiten reduzieren. Das gibt ihnen mehr Freiraum, sich auf wichtigere Aufgaben zu konzentrieren. Letztendlich bedeutet dies, dass die Mitarbeiter dank KI interessantere Aufgaben haben und auch produktiver und kreativer sind.

Außerdem bieten KI-gestützte Systeme Designern die Möglichkeit, alle bisher entwickelten Designs zu nutzen. So kann auf Best-Cases aufgebaut und die Wiederholung von Fehlern vermieden werden. Ingenieure können ihre Zeit so besser nutzen und sich auf kreative Prozesse fokussieren.

In welchen Autodesk-Lösungen ist KI heute schon integriert?

Wir stehen erst am Anfang der Integration von Künstlicher Intelligenz in unsere Software. Doch bereits jetzt enthalten viele Lösungen Elemente von KI. Unsere Fusion-360-Design-Tools verfügen beispielsweise über eine Anwendung, die den Nutzern die Navigation und das Verständnis von Generativen-Design-Ergebnissen erleichtert. In den kommenden Jahren werden viele weitere Fertigungsdesignprozesse in Fusion durch KI automatisiert.

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Wie wird sich dadurch das Aufgabenfeld des Konstrukteurs ändern?

Wir sehen eine zunehmende Abhängigkeit von Automatisierungslösungen, die die Bandbreite der Möglichkeiten für einen Konstrukteur radikal erweitern. Es wird immer schwieriger, Fachkräfte zu finden – sowohl in der Fertigungs- als auch in der Bauindustrie. Die Zukunft der Arbeit verändert sich: Die Trennung zwischen Planungs- und Fertigungsprozessen und sogar zwischen einigen Branchen selbst, verschwindet zunehmend, Abteilungen und Lieferketten werden immer vernetzter, und die Automatisierung verstärkt die Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine und ermöglicht neue, innovative Arbeitsweisen.

Welche Chancen ergeben sich dadurch für die nachhaltige Entwicklung?

Je mehr wir herstellen, desto knapper werden die Ressourcen. Bereits heute stammen 30 % der Abfälle weltweit aus dem Bauwesen, 70 % aller Ersatzteile werden niemals gebraucht. Die Folge sind ineffiziente Lieferketten sowie Verschwendung von Lagerraum, Werkstoffen, Zeit und Geld. Dank KI werden die produzierten Lösungen – ob Gebrauchsgegenstände oder Gebäude – immer individueller auf unsere Bedürfnisse zugeschnitten, werden immer maßgeschneiderter, konfigurierbarer, vernetzter und dadurch letztlich von immer größerem Nutzen.

Welche Hürden müssen dafür noch genommen werden?

Das Potenzial der neuen Technologien macht eine Transformation bestehender Arbeitsplätze notwendig. Deshalb ist es wichtig, dass die Menschen bereit sind, ihr Leben lang zu lernen und sich mit neuen Entwicklungen auseinanderzusetzen. Dies erfordert, dass wir unsere Bildungsangebote für alle Bevölkerungsgruppen erweitern und verbessern. Die Aufgabe muss von allen gemeinsam bewältigt werden: vom Staat, z. B. durch die Förderung von Bildungseinrichtungen, aber auch von Unternehmen, indem neue Technologien wie KI und maschinelles Lernen allen Interessierten zugänglich gemacht werden.

Können Sie abschließend Beispiele für den erfolgreichen Einsatz von KI in der Entwicklung nennen?

Der Weltraum-Lander, ein Forschungsprojekt zur Erkundung von Planeten des Jet Propulsion Laboratory der NASA und Autodesk ist ein gutes Beispiel. Zur Konstruktion wurde unser Generativer-Design-Ansatz genutzt. Durch die völlig neuen Designentwürfe konnte die Masse der äußeren Struktur des Landers um 35 % reduziert werden. Dies ermöglicht mehr Raum für die Ladung des Landers wie Sensoren und Instrumente, die nach Leben jenseits der Erde suchen können.

Ein weiteres schönes Beispiel ist der Schwermetallhersteller Claudius Peters. Das Unternehmen hat den Generativen-Design-Ansatz mit traditionellen Fertigungsmethoden kombiniert. Daraus resultierte eine Komponente, die deutlich leichter ist als der Vorgänger.

Vielen Dank Herr Haley.

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Über den Autor

Dipl.-Ing. (FH) Monika Zwettler

Dipl.-Ing. (FH) Monika Zwettler

, konstruktionspraxis – Alles, was der Konstrukteur braucht