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Künstliche Intelligenz im PLM

Ein Begleiter für Ingenieure

Künstliche Intelligenz gilt für viele Bereiche in der Industrie als Schlüsseltechnologie. Bei der Weiterentwicklung von Produkten kann sie Ingenieuren Entscheidungen erleichtern und Möglichkeiten, aber auch Grenzen aufzeigen. Dafür muss die Datengrundlage stimmen, aus der die künstliche Intelligenz die Schlüsse zieht.

 (Bild: Parametric Technology GmbH)

(Bild: Parametric Technology GmbH)

Mit künstlicher Intelligenz sind unterschiedliche Vorstellungen und Erwartungen verknüpft. In der Realität treffen jedoch nahezu alle visionären Ideen auf das Problem der verfügbaren Daten. Entweder stehen sie nicht in ausreichender Menge und Qualität zur Verfügung oder es scheitert an gesellschaftlichem Widerstand bzw. anderen Interessenkonflikten. Während dazu immer größere öffentliche Forschungsprojekte angestoßen werden, entstehen in der Realität viele konkrete Szenarien. Kern dieser Szenarien ist, den Fokus auf das Machbare zu verlegen: vom Prototypen bis hin zur industrietauglichen Lösung.

Sichtbare und unsichtbare Algorithmen

Bei der angewandten KI kann man zwischen den Algorithmen unterscheiden, die für den Anwender unsichtbar in der Software verbaut sind und einen ganz gezielten Entscheidungsprozess unterstützen, und denen, die darauf warten mit den Kundendaten gefüttert zu werden. Das wesentliche Kriterium für erfolgreiche KI-Anwendungen liegt dabei in der Menge und Qualität der Daten, mit denen die Algorithmen trainiert wurden und arbeiten. Die Aufgabenstellung muss klar definiert und konstant sein. Hält man diese beiden limitierenden Faktoren unter Kontrolle, kann KI aus großen und undurchsichtigen Datenmengen die richtigen Schlüsse ziehen.

Produktdesign

Ein Anwendungsfeld ist dabei das industrielle Produktdesign. Dabei sorgt KI für eine extreme Anpassungsfähigkeit eines Produktes an seine Anforderungen in der Form, im Material, den Kosten, dem Betriebsverhalten. Anhand von Rahmenbedingungen, regelmäßig gesammeltem Erfahrungswissen aus Betrieb und Service sowie ergänzenden Versuchen können KI-gesteuerte Algorithmen deutlich verbesserte Bauteile entwerfen.

Die Struktur

Industrieprodukte werden komplexer. Das liegt neben dem wachsenden Softwareanteil auch am Fertigungsprozess: Durch additive Fertigung können ganz neue Strukturen entstehen. Dabei werden Produkte mithilfe erstellter Gitterstrukturen gedruckt. Diese Strukturen können komplex sein, und diese Komplexität bewältigt künstliche Intelligenz hervorragend. Die CAD-Software Creo von PTC setzt im Rahmen der Topologieoptimierung auf KI, die künftig bestimmen kann wie die Gitterstruktur aussehen muss, um bestimmte Produkteigenschaften wie Gewicht oder Belastungspunkte zu erfüllen. Man spricht dabei von generative Design.


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