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Generatives Design

Wenn KI zum Produktdesigner wird

Die KI trifft Entscheidungen

Die KI ist zudem im Stande, auszuwählen, welcher der Designentwürfe sich anhand der Vorgaben am besten eignet. Der Entwickler kann sich auch mehrere Design-Varianten anhand verschiedener Parameter heraussuchen lassen – beispielsweise die besten Vorschläge für unterschiedliche Materialien. Die entsprechenden Kriterien, seien es Material- oder Konstruktionsanforderungen, können in Echtzeit angepasst werden. Nach Sichtung der Möglichkeiten können anschließend erste Prototypen in Fräsmaschinen oder 3D-Druckern erzeugt werden. Oder die Ergebnisse fließen automatisch in Tests ein, die andere Erkenntnisse des Unternehmens etwa zu Kostenkalkulation, Lieferkette und Qualität einschließen können. Somit wird nicht nur viel Zeit eingespart, sondern der Output vergrößert sich um ein Vielfaches.

Der Produktentwickler kann den Optimierungsprozess in Echtzeit verfolgen. (Bild: PTC Inc.)

(Bild: PTC Inc.)

Generatives Design und KI-Unterstützung werden bald feste Elemente der 3D-CAD-Software Creo von PTC sein. (Bild: PTC Inc.)

Generatives Design und KI-Unterstützung werden bald feste Elemente der 3D-CAD-Software Creo von PTC sein. (Bild: PTC Inc.)

Unterschiede zu anderen Technologien

An dieser Stelle ist es wichtig, noch einmal auf den Unterschied zwischen generativem Design und anderen Technologien wie Topologieoptimierung, Gitteroptimierung oder ähnliches einzugehen, die oft unter gleichem Namen genannt werden: Während beim generativen Design von einem ‚weißen Blatt Papier‘ ausgegangen wird, für das der Produktentwickler lediglich einige Rahmenkriterien definiert, beziehen sich alle anderen Technologien auf die Optimierung eines bereits bestehenden Entwurfs durch Simulation am 3D-Modell. Dabei geht es beispielsweise darum, das Gewicht zu reduzieren, ohne die äußere Form des Bauteils zu verändern. Dabei entstehen jedoch keine neuen Gestaltungsmöglichkeiten, sondern lediglich optimierte Variationen einer bekannten Lösung.

Vom Entwickler zum Kurator

Durch den Generative Design-Ansatz verändert sich somit der gesamte Produktentwicklungsprozess und damit auch die Rolle des Produktentwicklers oder Ingenieurs selbst. War er früher die treibende kreative Kraft, die Designentwürfe lieferte, wird er in diesem Prozess mehr zum Kurator der Ergebnisse. Er bleibt zwar von Anfang an in die Entwurfsphase eingebunden, legt aber lediglich die Parameter für den Computer fest und jongliert anschließend mit einigen wenigen Zielvorgaben wie der schnellsten Produktionsvariante, dem in der Herstellung günstigsten Modell oder der Variante mit den besten Produkteigenschaften. Dies hat unter anderem den Vorteil, dass der Entwickler seine Modelle nicht mehr gegenüber anderen Entscheidungsträgern verteidigen muss, da diese mittels Algorithmen entstanden sind, wobei vom jeweiligen Optimum ausgegangen werden kann. Eine wichtige Rolle bleibt jedoch definitiv bestehen – das prüfende Auge in punkto Optik und Ästhetik. Ein solches besitzt der Computer bisher nicht. Dieser rechnet alle vorgegebenen Parameter ein und setzt den optimalen Entwurf nach technischen Gesichtspunkten um. Die Entscheidung bezüglich Optik, Form oder Material obliegt den multisensorischen Fähigkeiten des Produktentwicklers sowie seiner Erfahrung. Dabei ist es ein Unterschied, ob es sich um ein Bauteil innerhalb einer Maschine, Autos oder Flugzeugs handelt, das später niemand mehr zu Gesicht bekommt, oder aber ob es eine Komponente oder ein Produkt wird, das später sichtbar ist und dessen Form, Farbgebung oder Klang kaufentscheidend sein kann.

Breites Anwendungsspektrum

Generatives Design und KI ermöglichen ein breites Anwendungsspektrum. Dafür sorgen auch neue Anwendungspakete, wie es beispielsweise PTC mit seinem zukünftigen Creo-Portfolio anbieten wird. Dabei kommen die Visualisierungstechnologie von Ansys sowie die Generative Design-Technologie des Unternehmens Frustum zum Einsatz. Die Software verlagert die Analyse an den Anfang des Designprozesses. Produktentwickler können dadurch Produktinnovationen schneller vorantreiben.

Schneller entwerfen, Eigenschaften verbessern

Der Generative Design-Ansatz dürfte schon bald breiteren Anklang finden, da Unternehmen zunehmend die Vorteile dieser Methode im Zusammenhang mit der verfügbaren Technologie entdecken. Sie können Produkte schneller entwerfen und fertigen und mit verbesserten Eigenschaften oder zu einem günstigeren Preis anbieten, was ihnen einen Wettbewerbsvorteil verschaffen kann.


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