Produktentwicklung Von KI-Assistenz zur vollautomatisierten Konstruktion

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Eine neue, hybride Architektur aus KI und klassischen Algorithmen generiert komplexe Baugruppen ab sofort zu 100 Prozent präzise. Das Ergebnis sind uneingeschränkt nutzbare, native 3D-Modelle mit vollem Featurebaum – direkt im gewohnten CAD-System.

Während KI-Assistenten im Maschinenbau schon eindrucksvoll zeigten, wie sich punktuelle Aufgaben beschleunigen lassen, sorgt die technologische Entwicklung für einen echten Paradigmenwechsel: den Sprung von der bloßen Assistenz zur vollständigen Automatisierung ganzer Konstruktionsprozesse. Spezialisierte Softwarelösungen sind heute in der Lage, die Konstruktion von Baugruppen, Maschinen und Komponenten weitestgehend eigenständig zu übernehmen – exakt zugeschnitten auf die Prozesse, Daten und Systeme des jeweiligen Unternehmens.

Keine toten Formate: Native Integration in den CAD-Standard

Ein weiteres zentrales Merkmal dieser neuen Technologie-Generation ist die tiefe, native Integration. Statt Modelle in isolierten Umgebungen zu generieren und als schwer weiterverwendbare Standardformate (wie Step oder Iges) zu exportieren, arbeitet die Software direkt innerhalb der etablierten CAD-Umgebung der Anwender. Die Algorithmen sind kompatibel mit führenden parametrischen CAD-Systemen, darunter Solidworks, Siemens NX, Creo Parametric, Autodesk Inventor und Solid Edge. Das Resultat ist ein vollwertiges, natives 3D-Modell inklusive eines vollständigen, sauber strukturierten Featurebaums. Die Modelle bleiben damit für den Konstrukteur jederzeit manuell anpassbar und uneingeschränkt weiterverwendbar.

Die Lösung des Blackbox-Problems: Hybride KI-Architektur

Die größte Hürde für KI im klassischen Engineering war bislang die fehlende mathematische Exaktheit reiner KI-Modelle. Um diese Blackbox aufzubrechen, setzt die neue Generation der Konstruktions-Automatisierung – wie sie beispielsweise das KI-Unternehmen Cadaico GmbH (Anmerk. d. Red.: firmeneigene Schreibweise CADAICO) entwickelt – auf eine hybride Architektur. Anstatt sich allein auf KI-Modelle zu verlassen, kombiniert die Software moderne KI-Technologien mit Simulationen, mathematischen Berechnungen und klassischen, deterministischen Algorithmen. 

Die Rollenverteilung ist dabei klar definiert: Die KI-Komponenten sorgen für höchste Flexibilität. Sie ermöglichen die Interaktion in natürlicher Sprache und verarbeiten unstrukturierte Inputs wie Dokumente, Excel-Tabellen oder bestehende technische Zeichnungen. Die belastbare, absolut reproduzierbare Genauigkeit der Geometrien wird hingegen durch Simulationen, Berechnungen und eine klare algorithmische Logik sichergestellt. Erst dieses Zusammenspiel aus lernfähiger KI und ingenieurtechnischer Berechnung macht eine Automatisierung möglich, die zu 100 Prozent maßhaltig, nachvollziehbar und robust arbeitet.

Das Zusammenspiel aus lernfähiger KI und ingenieurtechnischer Berechnung macht eine Automatisierung möglich, die zu 100 Prozent maßhaltig, nachvollziehbar und robust arbeitet.

Datensicherheit: Das eigene geistige Eigentum bleibt im Haus

Ein entscheidender Erfolgsfaktor bei der Implementierung von KI im Maschinenbau ist die Anpassungsfähigkeit an spezifische Unternehmensstandards unter Wahrung absoluter Datensicherheit. Für das Training der kundenspezifischen Software werden ausschließlich die Konstruktionsdaten des jeweiligen Anwenders genutzt. Ein striktes Datenschutzkonzept, wie das von CADAICO, garantiert dabei, dass alle Konstruktionsdaten in der Infrastruktur des Anwenders verbleiben. Es findet kein Abfluss von geistigem Eigentum (IP) in globale KI-Modelle statt – das Know-how bleibt souverän im Unternehmen.

End-to-End-Automatisierung: Das Beispiel der Tisch-CNC-Maschine

Das enorme Potenzial dieser hybriden KI-Systeme verdeutlicht ein Projekt zur Konstruktionsautomatisierung einer kompletten Tisch-CNC-Maschine. Der Konstrukteur gibt hierbei nur noch wesentliche technische Parameter vor – etwa die gewünschte Vorschubgeschwindigkeit, die maximale Drehzahl und den maximal zur Verfügung stehenden Bauraum. Auf dieser Basis übernimmt die Software die vollständige Auslegung und Konstruktion: Das System wählt aus einer angebundenen Unternehmensbibliothek den exakt passenden Elektromotor aus, berechnet die wirkenden Kräfte, legt die mechanischen Verbindungen mathematisch nachvollziehbar aus und fügt normgerechte Schrauben und Verbindungselemente direkt im 3D-Modell ein. Das Ergebnis ist eine physikalisch durchgerechnete, native Baugruppe, die den manuellen Konstruktions- und Nacharbeitsaufwand drastisch reduziert.

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Herausforderungen in der Produktentwicklung effizient lösen

Der Schlüssel für den Erfolg eines Unternehmens liegt in Konstruktion und Entwicklung. Hier entstehen innovative Produkte, die die Wettbewerbsfähigkeit sichern. Das Konstruktionsleiter-Forum sensibilisiert für die Herausforderungen der Produktentwicklung des 21. Jahrhunderts, und zeigt praxisorientierte Lösungen auf. Dazu zählen Tools und Methoden, um innovative Ideen strukturiert zu entwickeln und den Produktentstehungsprozess schlank und effizient zu gestalten.

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Wirtschaftlichkeit und Weg in die Produktion

Die theoretischen Versprechen der KI bestätigen sich bei dieser Methodik nachweislich in der Praxis. Auswertungen aktueller Automatisierungsprojekte zeigen: Durch die konsequente Eliminierung manueller Routinetätigkeiten bei der Baugruppenkonstruktion erreichen Unternehmen eine Amortisation der Investition – inklusive der Implementierungs- und Lizenzkosten – in der Regel innerhalb von weniger als zwei Jahren. Die Einführung solcher Systeme erfolgt dabei typischerweise schrittweise. Auf die Identifikation von Anwendungsfällen mit dem höchsten Return on Investment (ROI) folgt die Umsetzung, durch die oft schon in wenigen Monaten eine produktionsreife Konstruktionsautomatisierung im CAD-System zur Verfügung steht. Damit werden Konstruktionsabteilungen nachhaltig von repetitiven Fleißaufgaben entlastet, und Ingenieure können ihre Kapazitäten wieder auf echte Innovationen und anspruchsvolle Entwicklungsaufgaben fokussieren.

Die Intelligenz liegt in der Software, aber das Know-how bleibt dank On-Premise-Architektur absolut sicher im Unternehmen. Die Automatisierung ganzer Konstruktionsprozesse ist damit kein Zukunftsszenario mehr, sondern gelebte Praxis.

*Pedram Shahid ist Geschäftsführer der CADAICO GmbH. Das Softwareunternehmen hat sich auf hybride KI-Lösungen spezialisiert, die komplexe Konstruktionsprozesse direkt und nativ in gängigen parametrischen CAD-Systemen automatisieren.