KI-getriebenes Design

KI-getriebenes Design

Fortschritte in den Bereichen KI und maschinelles Lernen (ML) in Kombination mit der zunehmenden Verfügbarkeit von soliden Simulations-, Test- und Felddatensätzen haben die technische Datenwissenschaft zu einer kritischen Komponente des modernen Produktentwicklungszyklus gemacht. Eine durch KI erweiterte, computergestützte Entwicklung (CAE) bietet die Möglichkeit zu ML-gestützten Erkenntnissen. Dadurch können neue Lösungen für komplexe Designprobleme durch physikalische und KI-gesteuerte Workflows erforscht werden, so dass Zusammenarbeit und Designkonvergenz die Produktinnovation steigern.

Entwurfserstellung

Entwurfserstellung

Erweitern Sie die Produktentwicklungspraktiken und steigern Sie die Produktivität der Ingenieure mit KI-Technik und untersuchen Sie eine breitere Palette an kundenfreundlichen, leistungsstarken, sinnvollen und herstellbaren neuen Produktdesignalternativen.

Durch die gleichen physikgestützten Werkzeuge, die für die Verifikation vom Konzept bis zum Design und bis zur Freigabe verwendet werden, sowie durch ML unter Verwendung von organisationsspezifischen Einschränkungen, ermöglicht Altair® DesignAI™ eine schnellere Designkonvergenz durch die zuverlässige Ablehnung von Designs mit geringem Potenzial zu einem früheren Zeitpunkt im Entwicklungszyklus.

Design Exploration

Design Exploration

Steigern Sie die Zusammenarbeit, beschleunigen Sie die Designkonvergenz und fördern Sie Produktinnovationen mit KI-basierten Designwerkzeugen.

Zur detailgetreuen Modellierung komplexer Geometrien dient der Altair® HyperWorks® Design Explorer, der einen durchgängigen Workflow für die Leistungsvorhersage und -bewertung in Echtzeit liefert. Dank der Automatisierung sich wiederholender Aufgaben mithilfe von ML führt Design Explorer intuitiv die direkte Modellierung durch für die Erstellung und Bearbeitung von Geometrien, die Extraktion von Mittelflächen, die Oberflächen- und Mittelvernetzung und die Korrektur der Netzqualität. Diese werden mit Baugruppenmanagement und Prozessführung kombiniert.

Designoptimierung

Designoptimierung

Von der Feinabstimmung des Entwurfs bis hin zur Entwurfssynthese mit komplexen Multiphysik-Projekten oder der Untersuchung von Datensätzen liefert Altair® HyperStudy® Erkenntnisse aus komplexen Modellen sowie neue Konzepte mit einer Vielzahl von Eingaben. So werden die besten Kompromisse ermittelt und die Entscheidungsfindung erleichtert.

Simulationstechnik in Kombination mit Design Exploration und ML erleichtert die Markteinführung. Leistungsfähigere Produkte entstehen, die beim Entwicklungsprozess mehr Designdimensionen berücksichtigen.

Kundengeschichte

Ford Motor Company

Unter Altair® Knowledge Studio® trainierte Ford einen Klassifizierungsalgorithmus mit Felddaten, um den richtigen Stanzprozess für jedes neue Teil genau und konsistent vorherzusagen.

Bericht lesen

High-Fidelity-Modellierung leicht gemacht mit AI

Mit HyperWorks shapeAI kann man die Muster- und Formerkennung innerhalb eines Modells automatisieren, so dass sich alle verwandten Formen auswählen und gleichzeitig bearbeiten lassen. Anhand von Clustering werden Teile gruppiert, so dass man eine kleine Anzahl von Gruppen anstelle einer großen Anzahl von Einzelteilen modellieren kann.

shapeAI enthält eine automatische Merkmalsextraktion für die angegebene Geometrie ohne zusätzliche Eingaben oder Eingriffe. Dank der Kombination dieser Funktionen mit ML-Algorithmen in den HyperWorks Matching Tools kann jeder die Leistungsfähigkeit von geometrischem ML selbst ausreizen. Mit shapeAI kann man Komponenten komplexer Modelle nach geometrischer Ähnlichkeit organisieren, so dass Änderungen an einem Teil mit allen anderen synchronisiert werden können.

Mehr erreichen mit shapeAI
Erkennung von Anomalien und Prüfstandsanalyse mit KI

Erkennung von Anomalien und Prüfstandsanalyse mit KI

Altair® Compose® ist eine Umgebung für mathematische Berechnungen und die Handhabung und Darstellung von Daten sowie für die Programmierung und das Debugging von Skripten für wiederholte Berechnungen und Prozessautomatisierung. Mit Compose kann man eine Vielzahl von mathematischen Operationen durchführen, z. B. Signalverarbeitung.

signalAI ist eine Bibliothek für die Signalverarbeitung mit ML. signalAI bereitet Daten im Zeit- wie im Frequenzbereich auf. Es werden automatisch Modelle zur Erkennung von Anomalien trainiert, um Ausreißer zu identifizieren. Darüber hinaus können für gekennzeichnete Daten Klassifizierungsmodelle zur Vorhersage der Signalsignatur und zur Identifizierung der Test- oder Betriebsumgebung automatisch trainiert werden.

AI für dynamische Generierung von Modellen reduzierter Ordnung

AI für dynamische Generierung von Modellen reduzierter Ordnung

Modelle reduzierter Ordnung (ROMs) sind nützlich, um detaillierte 3D-Simulationen in eine rechnerisch effizientere 1D-Umgebung für Untersuchungen auf Systemebene einzubinden. Simulationswerkzeuge wie Altair® EDEM™ oder Altair CFD™ ermöglichen detaillierte Untersuchungen zeitvariabler und nichtlinearer Systeme. Wegen der langen Simulationsläufe konzentriert sich die Analyse in der Regel auf eine Komponente oder ein Teilsystem. Im Falle einer Gesamtsystemsimulation ist es jedoch oft ausreichend, das Verhalten der Komponenten auf ihre Interaktion mit dem Gesamtsystem zu reduzieren, um die Laufzeit des Solvers zu verkürzen und dennoch ausreichend genaue Ergebnisse zu erhalten.

Durch den Einsatz des Werkzeugs romAI von Altair für künstliche Intelligenz können 3D-Simulationen als Trainingsdaten für die Erstellung dynamischer ROMs herangezogen werden. Es sind nur wenige 3D-Simulationsläufe erforderlich, da dieser Ansatz weniger Trainingsdaten benötigt als herkömmliche datengesteuerte Methoden. romAI kann mit jedem Solver arbeiten und liefert hochpräzise Ergebnisse, wenn es innerhalb des Trainingsbereichs arbeitet, und ist sogar bei der Extrapolation außerhalb des Bereichs stabil und nützlich. Das gleiche ML-Verfahren kann auch zur Systemidentifikation verwendet werden, wenn man von Testdaten ausgeht.

Nutzung von Felddaten für prädiktive Analysen

Nutzung von Felddaten für prädiktive Analysen

Technische Datenwissenschaftler und Analysten gewinnen mit Altair aus Daten verwertbare Erkenntnisse. Altair® Knowledge Studio® ist eine marktführende, benutzerfreundliche ML- und Predictive-Analytics-Lösung, die Daten schnell darstellt und erklärbare Ergebnisse generiert - ohne eine einzige Zeile Code zu benötigen.

Die technische Datenwissenschaft bietet praktische Anwendungen für ein breites Spektrum von Produktdesign- und Fertigungsproblemen. Das Stanzen von Blechen ist eines der häufigsten Fertigungsverfahren in der Automobilindustrie. Es erfordert jedoch viel Erfahrung und manuellen Aufwand, um für jedes Teil den am besten geeigneten und kosteneffizientesten Teilprozess auszuwählen.

Kundenbericht von Ford lesen

Simulations- und datengesteuerte digitale Zwillinge

Digitale Zwillinge helfen bei der Optimierung der Produktleistung, bei einem transparenten Einblick in den Produktlebenszyklus, beim Bestimmen einer rechtzeitigen und zielgerichteten prädiktiven Instandhaltung und beim Verlängern der Nutzungsdauer eines Produkts. Die Integrationsplattform für digitale Zwillinge von Altair verbindet physikalisch und datengesteuerte Zwillinge zur Optimierung während des gesamten Produktlebenszyklus. Wir verfolgen einen vollständigen, offenen und flexiblen Ansatz für Ihre Vorstellungen bei der digitalen Transformation zu Ihren Bedingungen.

Der physikgestützte, simulationsgesteuerte digitale Zwilling nutzt standardisierte, toolunabhängige Schnittstellen wie das Functional Mock-up Interface (FMI), Co-Simulationsmethoden mit geometriebasierten 3D-CAE-Tools und Reduced-Order-Model-Ansätzen, um aus detaillierten Simulationen Low-Fidelity-Modelle abzuleiten. Der datengesteuerte Zwilling verwendet Algorithmen des maschinellen Lernens sowie Data Science zur Optimierung der Produktleistung. Wenn Sie das Problem aus diesem Blickwinkel betrachten, können Sie schnell und in Echtzeit Einblicke in den Produktstatus erhalten und dann die entsprechenden operativen Anpassungen vornehmen, um die Lebensdauer des Produkts zu verbessern und Ausfälle zu vermeiden.

Mehr über Digitale Zwillinge

Ausgewählte Ressourcen

Rolls Royce: Konvergenz von Technik und Datenwissenschaft

Betrachtet man den traditionellen Produktlebenszyklus, so stellt man fest, dass wichtige Designentscheidungen in der Regel bereits in der Konzeptionsphase getroffen werden, bevor detaillierte Analysen oder Testdaten vorliegen. Datenanalysetechniken in Kombination mit klassischen Ingenieurwerkzeugen tragen praktisch dazu bei, diesen Konflikt zu lösen, indem sie zu einem früheren Zeitpunkt im Prozess mehr nützliche Informationen liefern. Dadurch kann der gesamte Prozess effektiver gestaltet werden.

Präsentation

How to Make Responsible AI

How do industry leaders and today's young minds look at ethical AI? This article from Engineering.com poses some tough questions about the role AI will play in our future and how we can plan to deploy these powerful tools responsibly. The panel of industry leaders and up-and-coming engineers interviewed for this article include:

  • James Scapa, chairman, founder and CEO of Altair
  • Carsten Buchholz, capability lead of Structural Systems Design at Rolls-Royce
  • Hod Lipson, a professor at Columbia University that researches Robotics, AI, Digital Design and Manufacturing
  • John Estrada, a student that produced an AI model for drought stress assessments in plants
  • Tienlan Sun, a student that produced an AI model to detect illnesses within the eyes

Technical Document

KI-gestütztes Produktdesign

Altair arbeitet daran, Produktdesign und -entwicklung mit KI zu unterstützen, um das Arbeitsleben angenehmer und produktiver zu gestalten. Unser Schwerpunkt liegt auf der Verbesserung von Prozessen und Ergebnissen durch die Reduzierung sich wiederholender, arbeitsintensiver und nicht wertschöpfender Aufgaben sowie auf der Heranziehung von Expertenwissen und der Anreicherung von Leistungsprognosen mit Echtzeit-Feldprognosen.

Präsentation

Die Zukunft der KI im Produktdesign

Das Podium befasst sich mit dem Stand der Technik in der technischen Datenwissenschaft und dem Einsatz von Augmented Simulation, KI-gestütztem Design und prädiktiver Datenanalytik.

Podiumsdiskussion