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Entdecken Sie drei Möglichkeiten, wie sich KI bereits auf die Bereiche Design und Technik auswirkt, vom generativen Design bis zur fortschrittlichen Robotik.

Dieser Artikel basiert auf einem Raconteur-Bericht über die Demokratisierung des Produktdesigns. Sie können Ihr Exemplar des vollständigen Berichts hier herunterladen.

Die jüngsten Fortschritte bei der Rechenleistung, der Cloud-Konnektivität und der Komplexität neuronaler Netze haben eine neue Ära eingeläutet, die als “das erweiterte Zeitalter” bezeichnet wird. Tools der künstlichen Intelligenz (KI) erweitern bereits viele Aspekte unserer täglichen Routine. In den nächsten fünf Jahren rechnet die große Mehrheit der Produktdesign-Unternehmen damit, dass sie sich ebenfalls stark auf sie verlassen werden. Maurice Conti, der diesen Begriff geprägt hat, beschreibt eine Welt, in der KI die menschliche Fähigkeit, Produkte zu entwerfen, zu bauen und einzusetzen, in jedem Schritt des Designprozesses ergänzt.

In diesem Artikel werden drei Möglichkeiten untersucht, wie sich KI bereits auf die Bereiche Produktdesign und Technik auswirkt.

Generatives Design für die Ideenfindung

Die Ideenfindung ist die erste und auffälligste Phase der KI-gestützten Produktentwicklung. Selbst agile Design-Teams iterieren in der Regel weniger als hundert Konzepte und Prototypen während eines Projekts. 

Heute bietet der Einsatz von generativem Design die Möglichkeit, Tausende von möglichen Lösungen im gesamten Designbereich zu erforschen. “Anstatt mit einer Zeichnung zu beginnen, beginnt der Designer mit den Parametern, die für das Endprodukt erforderlich sind”, beschreibt Peter Champneys, ein Forschungsingenieur bei Autodesk den Vorgang. “Das System generiert dann innerhalb weniger Stunden tausende von potenziellen Lösungen und identifiziert die wenigen Optionen, die den Anforderungen am besten entsprechen.” 

Allerdings ist nicht jeder KI-generierte Entwurf eine brauchbare Lösung. Die Ergebnisse von KI-Designs können beeindruckend sein und zu leichteren, stärkeren und besser herstellbaren Produkten führen als je zuvor. “Der menschliche Beitrag besteht dann darin, die Ergebnisse zu bewerten und die leistungsfähigste, kostengünstigste und optisch ansprechende Lösung zu ermitteln.”

Fortschrittliche Robotik für die Entwicklung

Eine oft übersehene Anwendung von KI im Produktentwicklungszyklus ist der Einsatz von Robotern für Prototyping und Konstruktion. Additive Fertigung, CNC-Bearbeitung, automatisiertes Schweißen und viele andere Werkzeuge stützen sich stark auf KI, um eine Funktionalität und Präzision zu erreichen, die menschliche Fähigkeiten übersteigt. Fortgeschrittene Robotik kann viel mehr als banale, sich wiederholende Aufgaben erledigen. Roboter können sogar Sinneseindrücke wie Sicht, Berührung, Temperatur und Geräusche nutzen. 

Das Hive-Projekt

Ein hervorragendes Beispiel für die Synergie zwischen Menschen und künstlich intelligenten Robotern ist das Hive-Projekt. Dabei handelt es sich um eine Zusammenarbeit zwischen Autodesk und dem Institute for Computational Design (ICD) der Universität Stuttgart. Ziel war es, eine spezielle dreidimensionale Oberfläche aus Bambus und Seilen zu konstruieren.

Maschinen und Roboter, die künstliche Intelligenz nutzen, wurden als hochrangige Konstruktionsmanager, Präzisionsmechaniker und Montagetechniker für Kabeltechnik eingesetzt. Im Gegensatz dazu haben Menschen die höchst unregelmäßigen Bambusstäbe ausgewählt und sie bearbeitet. Gemeinsam schufen sie eine Struktur, die ohne die Zusammenarbeit von Mensch und KI nicht hätte gebaut werden können.   

Geschlossene Kreisläufe

Das letzte Puzzleteil, das uns in das erweiterte Zeitalter führt, ist die Schließung des Design-Kreislaufs. Das bedeutet, dass Daten aus dem Produktlebenszyklus wieder in den Iterationsprozess einfließen. Das Schließen des Kreislaufs kann auf zwei Arten geschehen. Zum einen durch die Sammlung und Analyse von Sensordaten aus dem Produkt selbst. Der zweite Weg ist das Feedback der Kunden, die mit dem Produkt interagieren und es benutzen. Durch den weit verbreiteten Einsatz von drahtlosen Sensorknoten und cloudbasierten Berechnungs- und Speichersystemen fallen eine Menge Daten an, die gesammelt werden. Für Menschen ist das oft zu viel, um es zu interpretieren.   

Hier kann man sich auf KI verlassen, um aussagekräftige Datentrends und Wendepunkte in der Leistung eines Produkts in realen Anwendungen zu extrahieren. Diese Daten können dann mit Hilfe eines menschlichen Designers in den generativen Designprozess zurückgeführt werden, um Parameter zu aktualisieren und zukünftige Änderungen am Produkt zu optimieren.

CityBot von der EDAG Gruppe

Ein Beispiel für ein generatives Design mit geschlossenem Kreislauf ist CityBot. Citybot ist eine modulare, konfigurierbare, multifunktionale Mobilitätsplattform von EDAG engineering. Es handelt sich um einen anpassungsfähigen Mobilitätsroboter, der sich je nach Anwendung in verschiedene Formfaktoren verwandeln kann – vom Gabelstapler in einem Lagerhaus bis zum Müllsammler in einem öffentlichen Park. Kundenanforderungen und Nutzungsdaten des CityBots fließen in eine generative Designschleife ein, um ein optimiertes Produkt zu realisieren.

So beschreibt es Sebastian Flügel, Projektleiter bei der EDAG Group: “Der große Unterschied [zum alten Prozess] ist, dass das generative Design die Geometrie automatisch erstellt, und mit Fusion 360 können wir diese Produkte automatisch neu berechnen und neue Lösungen basierend auf den veränderten Bedingungen erstellen.”

“Mit all den Sensoren, die in unsere Teile eingebettet sind, wissen wir genau, ob das Teil belastet wird, welche Teile für jede Funktion verbessert, leichter oder stärker gemacht werden müssen”, erklärt Johannes Barckmann, Global Design Manager bei EDAG Engineering.

Diese Art der automatisierten und kontinuierlichen Optimierung hat es in traditionellen Fertigungsumgebungen noch nie gegeben. Das Ergebnis ist eine noch nie dagewesene Flexibilität und Kundenzufriedenheit.

Die Realität der KI-Einführung

Die breite Einführung von generativem Design, fortschrittlicher Robotik und Closed-Loop-Engineering wird mehr als nur technologische Fortschritte erfordern. Es muss ein umfassender kultureller Wandel stattfinden. Ingenieure und Designer müssen den Wert der KI in ihrem täglichen Denken nutzen, um das volle Potenzial des erweiterten Zeitalters auszuschöpfen.

Wenn Sie mehr über die Zukunft der Herstellung erfahren möchten, besuchen Sie die Autodesk-Website The Future of Product Design and Manufacturing.

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