KI-gestütztes Engineering in der Fahrzeugentwicklung Von der Idee zum perfekten Design

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Stellen Sie sich ein Auto vor, das von KI entworfen wurde – optimiert bis ins kleinste Detail. Jedes Bauteil ist so leicht wie möglich und gleichzeitig so stabil wie nötig. Die Fahrzeugentwicklung ist das Ergebnis von Algorithmen, die Millionen von Varianten in Sekundenbruchteilen testen, bewerten und weiterentwickeln.

Generatives Design mit KI verändert die Fahrzeugentwicklung grundlegend. Ingenieure und Konstrukteure können Fahrzeuge entwickeln, die nicht nur leichter und nachhaltiger sind, sondern auch in kürzester Zeit realisiert werden. Gleichzeitig eröffnet diese Technologie neue Möglichkeiten für die Fahrzeugsicherheit: Hochkomplexe Simulationen laufen in Sekunden statt in Tagen ab, kritische Szenarien können schneller erkannt und beantwortet werden.

Durch die Kombination von Echtzeit-Engineering, Multi-Objective-Optimierung und generativem Design wird der gesamte Entwicklungsprozess effizienter, präziser und visionärer als je zuvor.

Der Umbruch in der Fahrzeugentwicklung

Traditionelles Fahrzeugdesign ist oft ein langwieriger Prozess, der auf wiederholten Tests und manueller Optimierung beruht. Generatives Design hingegen nutzt hingegen KI-Algorithmen, um sehr schnell Zeit unzählige Design-Optionen zu generieren, die auf Basis vordefinierter Parameter optimiert werden. Anforderungen wie Materialeigenschaften, aerodynamische Effizienz, Crash-Sicherheit oder Kosten kann die KI dabei direkt in den Entwicklungsprozess einfließen lassen. Moderne Entwicklungsplattformen kombinieren diese Methoden mit leistungsstarken Simulationstechniken, um das Strukturverhalten präzise vorherzusagen und Designentscheidungen zu beschleunigen.

KI-gestützte Prozesse ermöglichen es, potenzielle Schwachstellen frühzeitig zu identifizieren, Design-Alternativen zu testen und somit effizientere, kostengünstigere und sicherere Fahrzeuge zu entwickeln. Durch den Einsatz von KI im Computer Aided Design (CAD) und in der Simulation können Automobilhersteller also nicht nur innovative Konzepte schneller umsetzen, sondern auch den gesamten Entwicklungszyklus deutlich verkürzen. Ansys sieht bereits heute vielfältige Anwendungen von KI in der Fahrzeugentwicklung:

• maximale Leichtbauweise ohne Kompromisse: Fahrzeuge müssen immer leichter werden, um Emissionen und Energieverbrauch zu verringern. Generatives Design ermöglicht es, Bauteile mit minimalem Materialeinsatz zu entwickeln, ohne dabei Abstriche bei Stabilität und Sicherheit zu machen. Das bedeutet nicht nur eine effizientere Nutzung der Ressourcen, sondern auch eine optimierte Leistung und niedrigere Herstellungskosten.

• perfekte Aerodynamik durch KI-gestütztes CFD: Die nahtlose Integration von KI in die Simulation ermöglicht es Ingenieuren, komplexe strömungsmechanische Vorgänge (CFD) mit bisher unerreichter Geschwindigkeit zu analysieren und zu optimieren. Auf diese Weise lassen sich Effizienzsteigerungen erzielen, die mit herkömmlichen Designprozessen nicht möglich sind.

• schnellere Ergebnisse dank Crash-Simulationen: Klassische Crashtests und -simulationen benötigen enorme Rechenleistung und Zeit. Mit KI-gestützten Simulationsplattformen lassen sich komplexe Crash-Szenarien mit Millionen von Elementen bis zu 100-mal schneller analysieren. Ingenieure können in kürzester Zeit erkennen, welche Designvarianten den besten Schutz bieten und die Struktur gezielt optimieren – unter Berücksichtigung physikalischer und sogar wirtschaftlicher Faktoren.

• maximale Leichtbauweise ohne Kompromisse: Fahrzeuge müssen immer leichter werden, um Emissionen und Energieverbrauch zu verringern. Generatives Design ermöglicht es, Bauteile mit minimalem Materialeinsatz zu entwickeln, ohne dabei Abstriche bei Stabilität und Sicherheit zu machen. Das bedeutet nicht nur eine effizientere Nutzung der Ressourcen, sondern auch eine optimierte Leistung und niedrigere Herstellungskosten.

• nachhaltige Innovation durch Ressourcenschonung: KI-gestützte Prozesse ermöglichen es, den Materialeinsatz so zu optimieren, dass Abfälle reduziert und umweltfreundliche Alternativen bevorzugt werden. Damit trägt generatives Design direkt zu einer nachhaltigeren Mobilität bei. Neue Optimierungsstrategien wie Surrogate-Based Optimization oder Deep Learning für 3D-Shape Modeling bieten enormes Potenzial, die Materialeffizienz zu steigern und den ökologischen Fußabdruck zu reduzieren.

• Automatisierung mit KI – designen in Echtzeit: Eine der größten Stärken von KI im generativen Design ist die Automatisierung von Entwicklungsprozessen. Das Ergebnis ist eine intelligente Designumgebung, in der Ingenieure nicht mehr jede Iteration manuell testen müssen, sondern in Sekundenschnelle fundierte Entscheidungen auf der Grundlage von KI-generierten Vorschlägen treffen können.

Deshalb führt kein Weg an KI vorbei

Die Geschwindigkeit, mit der generatives Design die Automobilindustrie verändert, ist atemberaubend. Die Kombination aus KI, simulationsgestützter Optimierung und fortschrittlichen Fertigungstechniken ermöglicht eine schnellere, effizientere und innovativere Fahrzeugentwicklung als je zuvor.

Die Integration von KI in den Entwicklungsprozess bietet dabei nicht nur wirtschaftliche Vorteile, sondern definiert auch die Grenzen des Machbaren neu. Generatives Design mit KI ist keine Zukunftsvision mehr - es ist die treibende Kraft der nächsten Automobilgeneration. (anm)

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