22.10.2021 – Kategorie: Konstruktion & Engineering

Wie KI-basierte Mustererkennung den Zugang zu Simulationen erleichtert

Mustererkennung erleichtert Zugang zu SimulationenQuelle: Hexagon

Ein neues Tool eröffnet durch KI-basierte Mustererkennung auch Anwendern ohne Expertenwissen den Zugang zu leistungsstarken Simulationen.

  • Hexagon erleichtert den Zugang zu Computersimulationen mit der ersten Bilderkennungs-KI für das Computer-Aided Engineering.
  • Das neue Tool Odyssee A-Eye eröffnet Anwendern ohne Expertenwissen den Zugang zu leistungsstarken digitalen Zwillingen mit KI-Anwendungen.
  • Denn es erfordert weniger Eingabedaten und nutzt Mustererkennung für Verhaltensprognosen.

Hexagons Manufacturing Intelligence Division stellt Odyssee A-Eye vor. Das neue Tool verbessert mithilfe künstlicher Intelligenz (KI) das Computer-Aided Engineering (CAE) für eine Vielzahl von Branchenlösungen. Dabei erfordert es weder komplexe CAE-Vorbereitung noch Expertenwissen im Bereich Simulation. Durch Mustererkennung analysiert Odyssee A-Eye Bilder, Fotos, Videos und einfache Datensätze für das maschinelle Lernen (ML) im Rahmen von Engineering-Simulationen. Aufgrund seiner Fähigkeit, bestehenden CAD-Simulationsdaten Abbildungen zuzuordnen und Like-for-Like-Prognosen zu einem bestimmten Problem zu liefern, ist dieses Tool nützlich für viele technische Problemstellungen. Designoptimierung, Kostenermittlung oder die erforderliche Fertigungsdauer eines neuen Produkts lassen sich ohne arbeitsaufwändige Modellvorbereitung, die Fachkenntnisse benötigt, sowie ohne Definition von Randbedingungen für die Simulation prognostizieren.

Bilder, Fotos, Videos und Datensätze mit Mustererkennung analysieren

Das Anwenden von ML-Prozessen auf Engineering-Probleme erfordert oft spezielle Kenntnisse sowie große Mengen von Trainingsdaten. Nur so erhält man valide und zuverlässige Ergebnisse. Damit rückt ML aus der Reichweite kleinerer Unternehmen und Nicht-Experten. Mit der Odyssee A-Eye-Plattform hingegen entfallen komplexe Datenmodelle. Die Plattform ermöglicht es, Problemstellung durch Eingabe leicht verfügbarer CAD-Dateien, Bilder oder skalarer Daten mit Trainingsdaten aus den Simulationslösungen von Hexagon in Beziehung zu setzen. Mit der Odyssee A-Eye-Plattform bekommen Konstrukteure, Produktionsingenieure, Maschinenführer und andere Nicht-Simulationsexperten leistungsfähige Funktionen für digitale Zwillinge an die Hand. Somit treffen auch Nicht-Simulationsexperten datenbasierte ingenieurtechnische Entscheidungen und untersuchen interaktiv Probleme mit Ergebnissen, die nahezu in Echtzeit zur Verfügung stehen.

Anwendungsbeispiele sind unter anderem:

  • die Untersuchung des Verhaltens verschiedener Fahrzeugraddesigns bei Hindernissen wie Bordsteinkanten oder Fremdkörpern. Mit nichtlinearen Finite-Elemente-Simulationen erstellen Ingenieure eine Datenbank mit unterschiedlichen Konfigurationen, wie Design oder Anzahl der Speichen, und berücksichtigen so die Auswirkungen unterschiedlicher Bauformen. Fahrzeugkonstruktionsteams können diese Informationen nun nutzen, um rasch das Verhalten eines Rades zu verstehen. Das ist möglich ohne Ingenieur- oder CAE-Kenntnisse auf Basis eines reinen 2D-Bilds.
  • die Berechnung von Auftriebs- und Widerstandsbeiwerten für neue Tragflächenprofile von Flugzeugen auf der Grundlage eines 3D-Bilds des neues Designs, mithilfe einer Datenbank von lediglich 16 Tragflächenprofil-Simulationen aus den etablierten Definitionen des National Advisory Committee for Aeronautics (NACA). In der Regel nimmt dieser Prozess einige Tage die Zeit und Aufmerksamkeit eines CAE-Analysten in Anspruch und bedarf mehrerer Simulationswerkzeuge.
  • die Nutzung von Odyssee A-Eye durch einen Verfahrensmechaniker oder einen Vertriebsmitarbeiter, der in der Lage ist, die Herstellungsdauer eines Bauteils mit einer bestimmten CNC-Werkzeugmaschine und einem bestimmten Metall vorherzusagen, indem er lediglich die Datenbank und eine 3D-Step-Datei verwendet. Somit wird wertvolles Prozesswissen erfasst, das auch Andere für bessere Produktionsplanung oder die Optimierung des Angebotsprozesses nutzen können. Mit der Simulation von Fertigungsprozessen lässt sich dasselbe Verfahren für die Prognose von Maßtoleranzen oder der Festigkeit von Verbindungen nutzen.

Von der Optimierung des Reifenprofildesigns bis zur Fehleranalyse in Computer-Chips

Ingenieure ohne Kenntnisse im Bereich Maschinelles Lernen können Odyssee A-Eye für die Entwicklung eigener robuster KI-Anwendungen für viele Aufgaben nutzen. Das erstreckt sich von der Optimierung eines Reifenprofildesigns bis hin zur Fehleranalyse von Computer-Chips. Diese lässt sich anschließend Anderen bereitstellen, die dieses Wissen benötigen. Die neue Plattform integriert alle CAE-Lösungen von Hexagon und fügt sich nahtlos in bestehende Kundenprozesse ein. Zudem profitieren nun auch Branchen von KI-Anwendungen, die sie bisher nicht als praktikable Lösung für ihre aktuellen Konstruktionsanforderungen gesehen haben. Dank ihrer Zugänglichkeit wird die Plattform auch von Unternehmen genutzt, die entweder über keine CAE-Spezialisten verfügen oder die das vorhandene Fachwissen für die Lösung anderer Probleme oder für die abschließende Designvalidierung nutzen möchten. Mit der neuen Lösung zur Mustererkennung kann ein Ingenieur eine Anwendung für die Designoptimierung spezifizieren, sie dann dem Konstruktionsteam zur Verfügung stellen und vom Bedienpersonal ausführen lassen.

Roger Assaker, Präsident der Hexagon Business Unit Design and Engineering Software erklärt: „KI ist ein unschätzbar wertvolles Tool in Design und Engineering, denn es hebt das Virtual Engineering auf das nächste Level. Dank KI lassen sich arbeitsintensive Konstruktionsaufgaben, die bisher Tage oder gar Wochen in Anspruch nahmen, innerhalb weniger Minuten oder Stunden erledigen, ohne dass die Simulationen an Genauigkeit verlieren. Darüber hinaus vereinfacht das benutzerfreundliche Design von Odyssee A-Eye seine Integration in moderne Entwicklungspraktiken. Selbst ungeübte Anwender können diese hochentwickelten Verfahren anwenden und von Ergebnissen in einem besonders zugänglichen Format profitieren.”

Weitere Informationen: www.mscsoftware.com/product/odyssee

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