KI ist das goldene Ticket für jedes Unternehmen

Simulation basiert auf den Gesetzen der Physik. Physikbasierte Simulationen bieten den großen Vorteil, dass man Hunderte von verschiedenen Produktdesigns testen kann, ohne dass physische Prototypen erforderlich sind. Das Problem: Bei einem komplexen Produkt kann der Simulationsprozess Tausende von Stunden in Anspruch nehmen. Mit KI ist man nun dazu in der Lage, den gesamten Simulationsprozess um den Faktor 100 zu beschleunigen und so die Effizienz gerade bei komplexen Produkten extrem zu steigern. Das geht allerdings nur mit ausreichendem Datentraining via KI-Engineering, das Gartner als einen seiner strategischen Top-Trends definiert.

Beim KI-Engineering im Bereich der Simulation werden dem Simulationsprogramm mehrere Anwendungsfälle (beispielsweise Ventile mit unterschiedlichen Eingangs- und Randbedingungen) zugeführt, die zu unterschiedlichen Ergebnissen führen. Die Menge an Trainingsdaten, die für die Simulation benötigt wird, ist jedoch erdrückend, so dass viele Ingenieure der Simulation einfach den Rücken kehren. Optimieren lässt sich dieser Prozess mit der Anwendung von Software, die auf der Basis maschinellen Lernens partielle Differentialgleichungen löst und somit das erforderliche hohe Maß an Genauigkeit mit deutlich weniger Daten erzielt. Diese schnellere und effizientere Art der Simulation wird den Weg für die Produktentwicklung der Zukunft ebnen.

Generatives Design ist in Fachkreisen in aller Munde, da es Ingenieuren ermöglicht, eine Idee zu präsentieren und die Vorgaben an den Konstruktionsrahmen zu definieren, so dass ein Algorithmus Tausende von möglichen Entwürfen liefern kann, die diese Auflagen erfüllen. Die Topologieoptimierung ist eine gängige Anwendung des generativen Designs. Bei der generativen KI kann ein Programm jedoch vorhandene Informationen nutzen - CAD-Modelle, Bilder, Texte, Videos usw. - um neue Ideen in großem Maßstab zu generieren.

Dank der schnellen Simulation können diese Entwürfe in kürzester Zeit erstellt werden, und der Computer schlägt die besten Konstruktionen vor, was wiederum viel Zeit und Geld spart. Ähnlich wie die Empfehlungen, die man nach der Suche nach einem Produkt auf Amazon erhält, bietet die generative KI Konstruktionsempfehlungen an, auf die man ansonsten nicht gekommen wäre. Der daraus resultierende Kreativitätsschub wird sich im Jahr 2022 und darüber hinaus für Unternehmen als wichtig erweisen, um mit den sich ständig verändernden Marktanforderungen Schritt zu halten. 

Greife nach den Sternen und du wirst in der Cloud ankommen 

Ohne die Cloud ist effiziente Zusammenarbeit nahezu undenkbar geworden. Da die Ingenieure oft über den ganzen Globus verteilt sind, werden Design-Updates über komplexe E-Mail-Ketten hin- und hergeschickt, was die Kreativität zwangsläufig bremst. Wenn die Konstruktionssoftware in die Cloud verlagert wird, können die Ingenieure gleichzeitig an einem einzigen Entwurf arbeiten. Konstruktion, Simulation und künstliche Intelligenz können in der Cloud miteinander vereint werden, sodass die Ingenieure in Echtzeit zusammenarbeiten können, was zu einem genaueren und schnelleren Konstruktionsprozess führt.

Häufig werden in Bezug auf Cloud-Speicher Bedenken hinsichtlich der Datensicherheit geäußert. Bei den meisten bestehenden Systemen liegt die Datensicherheit in den Händen der wenigen Cyber-Experten in einem Unternehmen. In der Cloud werden Daten von Tausenden von Sicherheitsexperten führender Unternehmen geschützt, wodurch ein wesentlich höherer Sicherheitsstandard gewährleistet werden kann. Von der Furcht vor dem Unbekannten sollte man sich im Fall der Cloud nicht abschrecken lassen.

Das Zünglein an der Waage? Daten.

Sehr vieles deutet darauf hin, dass Cloud in diesem Jahr eine noch weitaus größere Rolle spielen wird. In der Vergangenheit waren die Kosten für die Datenspeicherung so hoch, dass nur eine begrenzte Menge an Trainingsdaten gespeichert und für die KI verwendet wurde, was die Genauigkeit der Ergebnisse beeinträchtigte. Dank der Cloud können große Datenmengen nahezu kostenlos gespeichert und KI-Anwendungen für geringere Kosten besser trainiert werden. Dank der Simulation haben wir jetzt Zugang zu vielen verschiedenen Arten von Daten, und angesichts der Verfügbarkeit von Open-Source-Daten sind die Möglichkeiten für Fortschritte im Bereich KI und Simulation enorm.

KI ist kein Ersatz für menschliche Entwickler und Ingenieure, aber sie wird sie noch leistungsfähiger machen. Die Technologie ermöglicht es uns, unsere eigenen Fähigkeiten zu erweitern. Bevor es Taschenrechner gab, mussten wir uns auf Kopfrechnen und geschriebene Gleichungen verlassen, vor der KI mussten wir uns auf manuelles Ausprobieren verlassen. Unternehmen, die datengestütztes KI-Engineering und generative KI nutzen und dabei in der Cloud zusammenarbeiten, werden 2022 den Weg für eine neue Welle der Innovation ebnen.

Prith Banerjee, CTO von Ansys