Die zunehmende Rolle der künstlichen Intelligenz in der Entwicklung: Teil 1

Für manche mag künstliche Intelligenz (KI) wie das neueste Hightech-Schlagwort erscheinen, das in aller Munde ist. Aber KI ist mehr als nur der neueste Techniktrend. KI ermöglicht neue Technologien und Verbesserungen, die bis vor kurzem einfach nicht möglich waren, und verändert die Definition dessen, was es bedeutet, ein Produktdesigner oder Ingenieur zu sein.

Die Fähigkeiten und das Potenzial der KI führen zu Verbesserungen, die aus geschäftlicher Sicht aufgrund von Effizienzsteigerungen und anderen Zeiteinsparungen zur Erreichung breiterer Unternehmensziele beitragen können. Allein dieser Wert spricht für eine Investition in KI-Technologien. KI kann Konstrukteuren helfen, Durchlaufzeiten, Betriebskosten und Umwelteinflüsse zu reduzieren und gleichzeitig Verbesserungen bei der Gewichtsreduzierung und allgemeinen Innovation zu erzielen. Auf diese Weise können Ingenieure in kürzerer Zeit qualitativ hochwertige Arbeit abliefern und gleichzeitig potenzielle Frustrationen und Stressfaktoren im Zusammenhang mit der Erfüllung von Geschäftszielen verringern.

Als Ingenieur kann die Einführung dieser Tools und Methoden nicht nur für Ihren Entwicklungsprozess, sondern auch für Ihren Wert als Mitglied Ihres Unternehmens von Vorteil sein. KI ist keine Konkurrenz für die Arbeit von Ingenieuren, sondern vielmehr ein neues Werkzeug, das in bestehende Produktentwicklungs- und Designprozesse integriert werden kann.

Künstliche Intelligenz und generatives Design

Wenn Ingenieure daran arbeiten, ihre Entwürfe kontinuierlich zu verbessern, legen sie die Messlatte für die Erwartungen an die Qualität ihrer Arbeit immer höher. Verbesserungen hängen von den verfügbaren Design-Tools, den Fristen und der menschlichen Neigung ab, wodurch der Umfang dessen, was in einem vernünftigen Zeitrahmen erreicht werden kann, begrenzt wird. Ingenieure haben nicht unbegrenzt Zeit zum Entwerfen. Wenn sie diese Zeit hätten, könnten sie ihre Entwürfe immer noch verbessern. Bei herkömmlichen Methoden müssen sie eine solide Lösung liefern, damit sie vorankommen und die Fristen einhalten können. Schließlich können sich nicht eingehaltene Fristen negativ auf das Unternehmen auswirken, z. B. durch den Abbau von Entwicklungspersonal.

Künstliche Intelligenz, insbesondere in Form von generativem Design, kann die Arbeit von Ingenieuren erheblich aufwerten, während sie gleichzeitig deutlich weniger Zeit in Anspruch nimmt und die menschliche Voreingenommenheit reduziert. Das generative Design erstellt automatisch Modelle, die den vorgegebenen Spezifikationen entsprechen, und optimiert sie entsprechend den gesetzten Zielen. Es werden mehrere Lösungen gleichzeitig erstellt, die alle die vorgegebenen Anforderungen erfüllen, wobei die Leistungsfähigkeit des Cloud-Computing genutzt wird.

Auf diese Weise können Ingenieure Entwürfe erstellen, die sie ohne die Hilfe von KI nicht hätten anfertigen können. Darüber hinaus ist die KI nicht durch menschliche Neigungen und Einschränkungen begrenzt, z. B. durch Annahmen, die auf früheren Entwürfen oder persönlichen Vorlieben beruhen. Die Designer geben dem generativen Design-Tool die Kriterien vor, die sie haben, und es liefert eine einzigartige Antwort, auf die ein Mensch höchstwahrscheinlich nicht gekommen wäre.

KI-Techniken arbeiten nach Leitprinzipien, die dem menschlichen Designprozess sehr ähnlich sind:

• Identifizieren des zu lösenden Problems

• Definieren, was eine Lösung besser macht als eine andere

• Modellierung der allgemeinen Form des Problems

• Sammeln oder Synthetisieren von spezifischen Lösungen für das Modell

• Bestimmen, wie gut jede Lösung funktioniert

• Anpassung des Modells und Erarbeitung neuer Lösungen

• Setzen Sie diesen Zyklus fort, bis Sie zufrieden sind.

KI erhöht im Wesentlichen den Umfang, die Tiefe und die Präzision der einzelnen Schritte. Im Fall des Produktdesigns ermöglicht Software wie das KI-gesteuerte generative Design von Creo den Benutzern, ihre Aufgabe durch Geometrie, Einschränkungen und Belastungen zu definieren - genau wie bei FEA-Simulationswerkzeugen. Das ideale Ergebnis wird durch explizite Ziele und funktionale Beschränkungen definiert. Der Großteil der Arbeit findet innerhalb des generativen Designraums statt, mit festgelegten Grenzen, über die das optimierte Teil nicht hinausgehen kann.

Die künstliche Intelligenz bewertet gleichzeitig alle Simulationsbedingungen an jedem Punkt innerhalb des Designraums und wägt den Nutzen und die Kosten der Platzierung von Material an dieser Stelle ab. Durch die gleichzeitige Betrachtung aller Punkte wird die Lösung zu einem kontinuierlichen Feld, aus dem sich eine Form ergibt. Während sich die Form weiterentwickelt, verbessert das System den Entwurf so lange, bis keine andere Form seine Funktion mehr übertreffen kann.

Generatives Design ermöglicht es den Ingenieuren, in immer kürzerer Zeit immer bessere Arbeit zu leisten und die gestiegenen Erwartungen zu erfüllen oder sogar zu übertreffen. Die zurückgewonnene Zeit gibt den Ingenieuren die Freiheit, besser zu verstehen, wie Entwürfe verbessert und Anwendungsfälle gelöst werden können, und zwar nicht, indem man sich auf Teile konzentriert, sondern indem man das gesamte System versteht und in der Lage ist, die Anforderungen an bestimmte Teile neu zu definieren, um das Ergebnis des Ganzen zu optimieren.

Bleiben Sie dran für den zweiten Teil dieser Diskussion über die zunehmende Rolle der KI in der Technik, in dem wir anhand eines praktischen Beispiels erläutern werden, wie generatives Design dazu beiträgt, die in diesem Blog beschriebenen Vorteile zu erreichen.