Kreativ, aber mit Effizienz – Optimieren Sie Ihre Industriedesign-Prozesse mit GenAI

Ein falscher Handgriff und plötzlich ist der Türgriff kaputt. Wenn es nur die Kellertür betrifft, mag dies kein großes Problem darstellen – vielleicht ist der kaputte Türgriff sogar eine willkommene Ausrede, um den Keller nicht ausräumen zu müssen. Aber wenn der kaputte Griff den Zugang zur Wohnung oder Vorratskammer verhindert, wird es zu einem ernsthaften Problem. Die schnelle Suche nach der richtigen Lösung ist entscheidend, um wieder Zugang zu Ihrem Zuhause und Ihren Lebensmitteln zu erhalten. Sobald er repariert ist, betrachten wir den zuvor meist ignorierten Türgriff mit neuen Augen.

Wir haben eine emotionale Verbindung zu zuverlässigen und innovativen Produkten. In den meisten Unternehmen erfolgt die Einführung neuer Produkte jedoch eher pragmatisch und rational. Der Fokus liegt oft darauf, bestehende Produkte benutzerfreundlicher, umweltfreundlicher oder effizienter zu gestalten. Der Arbeitsalltag von Produktentwicklern besteht daher oft aus kleinen, aber arbeits- und zeitintensiven Verbesserungen und nicht aus großen Abenteuern oder bahnbrechenden Innovationen.

Trotzdem stellt die Produktentwicklung Unternehmen vor große Herausforderungen, denn langwierige Entwicklungszyklen und ein hoher Personalbedarf für die manuelle Modellierung verhindern effiziente Arbeitsweisen. Die Folgen sind lange Iterationszyklen zwischen den Abteilungen, z.B. in der Konstruktion und Simulation und im schlimmsten Fall eine verzögerten Markteinführung von Produkten – mit der Gefahr, dass Konkurrenzunternehmen bereits ähnliche Produkte auf den Markt gebracht haben oder das Produkt „aus der Mode“ gekommen ist. Im schlimmsten Fall führt ein langwieriger Entwicklungszyklen dazu, dass das lang geplante Produkt gesetzliche Nachhaltigkeitsstandards nicht erfüllt, die während des Prozesses in Kraft getreten sind.

Der Industriedesignprozess beginnt mit der Konzeption verschiedener Produktvarianten, die als 3D-CAD-Modelle dargestellt werden. Die Erstellung von 3D-Modellen in Form von Schablonen soll die Variantenerstellung vereinfachen, aber die komplexen Merkmale der vorliegenden Entwürfe behindern diesen Prozess häufig. Produkte werden nacheinander entworfen, simuliert und getestet, wobei der Wissensaustausch zwischen den einzelnen Phasen teilweise unterbrochen wird. Dies sorgt dafür, dass die Entwürfe für jede Variante in der Regel manuell angepasst werden müssen. 

Hier eröffnet Künstliche Intelligenz eine neue Perspektive, denn mit Hilfe von generativer KI kann die Erstellung von Produktvarianten automatisiert werden. Insbesondere der Einsatz von Text-to-3D für Engineering Design kann den industriellen Designprozess vereinfachen und beschleunigen. 

Mit Text-to-3D-Technologie wandelt GenAI Textbeschreibungen in CAD-konforme Konstruktionen um – ganz einfach und vollautomatisiert. Dabei haben Anwender im Design-Prozess jederzeit die Möglichkeit, die entsprechenden Parameter in der Benutzeroberfläche anzupassen. Dabei wird durch GenAI kein schwer änderbares Oberflächenmodell (tesseliertes Modell oder Punktwolke) erstellt, sondern ein parametrisches Modell, das sich in ein natives Format (z.B. ACIS oder STEP) exportieren lässt. Mit generativer KI werden Befehle wie z.B. „Vergrößere das Objekt um 10 mm und passe alle abhängigen Parameter an“ eigenständig umgesetzt und die Entwicklungsdauer dadurch um bis zu 50% reduziert. 

Technische Präzision & nahtlose Integration

Der Einsatz generativer KI beschleunigt nicht nur die Planung, sondern bietet auch viele Vorteile für die anschließende Simulations- und Konstruktionsphase. Die KI-generierten Modelle lassen sich aufgrund der technischen Präzision im nachgelagerten Prozess des Produktentwicklungszyklus direkt nutzen. 

Die Konzeption der Modelle erfolgt parametrisiert, was die Erstellung von ingenieurstauglichen Modellen ermöglicht. Diese Standardisierung trägt dazu bei, in allen Entwicklungsphasen eine gleichbleibend hohe Qualität zu erhalten und den gesamten Prozess – vom ersten Konzept bis zum finalen Design – im Vergleich zu manuellen Lösungen deutlich zu beschleunigen. Darüber hinaus vereinfacht die mühelose Integration in bestehende Arbeitsabläufe auf bewährten Plattformen, wie Creo PTC, Autodesk Fusion 360 und Siemens NX, sämtliche Konstruktionsaufgaben. 

Die Integration der KI-Lösung in bestehende CAD-Systeme stellt eine komplexe Aufgabe dar, die eine sorgfältige Planung und Implementierung erfordert. Es muss sichergestellt werden, dass die KI-Lösung nahtlos mit den verschiedenen Funktionen und Prozessen des CAD-Systems interagieren kann, ohne die Effizienz oder Stabilität zu beeinträchtigen. Dies erfordert eine enge Zusammenarbeit mit den IT-Teams sowie eine gründliche Analyse der Systemarchitektur und Schnittstellen. 

Wenn wir diese Integration erfolgreich umsetzen, bietet dies erhebliche Vorteile für unsere Kunden. Sie müssen ihre Mitarbeiter nicht zusätzlich schulen, da sie die AI-Lösung direkt in ihrem vertrauten CAD-System verwenden können. Dies ermöglicht eine reibungslose Integration neuer Technologien in bestehende Arbeitsabläufe und maximiert die Effizienz bei der Nutzung unserer Lösung.

Durch den Einsatz von generativer KI, insbesondere von Text-to-3D-Ansätzen, kann die Generierung von Produktvarianten automatisiert werden. Der von appliedAI verfolgte Ansatz stellt sicher, dass ingenieurstaugliche Modelle erstellt werden, die in einem nativen CAD-System bearbeitet werden können und die für technische Zwecke erforderliche Präzision genau darstellen. Durch die Feinabstimmung und die Sicherstellung einer 100%igen Robustheit der generativer KI bei der Bereitstellung von ingenieurstauglichen Modellen mit ihrer jeweiligen Verlaufszerlegung kann die Lösung an ein bestimmtes kommerzielles Tool angepasst werden. Dadurch wird sichergestellt, dass die einzelnen Designentscheidungen nachvollziehbar bleiben.

Der Einsatz von generativer KI im Industriedesign kann zudem virtuelle Simulationen beschleunigen und dadurch die Kosten für Rechenleistungen senken. Die breite Erkundung des Design-Raums und die optimierte Leistungsbewertung können neue, bislang kaum denkbare Möglichkeiten im Industrie- und Produktdesign eröffnen. Nach der Simulation kann die generative KI in Zukunft auch bei der Fertigung der entwickelten Produkte unterstützen. Durch die frühzeitige Berücksichtigung von Einschränkungen bei der Herstellung in der Entwurfsphase werden Effizienz und Machbarkeit von Anfang an sichergestellt und somit können Fehler in der Produktionsphase perspektivisch vermieden werden.

Nach der Markteinführung des Produkts kann die Nutzung von generativer KI nicht nur die Produktoptimierung verbessern, sondern auch Impulse für die Forschung und Weiterentwicklung von Ansätzen im Industriedesign liefern. Das führt kurz-, mittel- und langfristig zu effizienten und innovativen Lösungen. Dieser Ansatz rationalisiert Arbeitsabläufe und revolutioniert die Art und Weise, wie Produkte vom Konzept bis zur Marktreife gebracht werden. Die GenAI Industrial Design-Lösung von appliedAI erfüllt zudem alle Datenschutzstandards, da sie vollständige Datenkontrolle im Kundensystem gewährleistet und alle Daten und Prozesse in der Betriebsumgebung des Kunden bleiben.