KEM Konstruktion 03.2024

TRENDS » Produktentwicklung
Generative AI im Engineering
ChatGPT & Co. revolutionieren
die Produktentwicklung
Generative Artificial Intelligence (GenAI) wird unsere Ingenieursarbeit umkrempeln. Das Fraunhofer IEM testet
die aktuellen Tools derzeit auf Herz und Nieren – und fragt: Was können die AI-Tools für die Produktentwicklung
leisten? Dabei entstehen spannende Visionen und sehr konkrete Handlungsempfehlungen für Unternehmen,
die durch den Einsatz von GenAI im Wettbewerb künftig vorn liegen wollen.
Roman Dumitrescu, Tommy Falkowski, Aschot Hovemann und Rik Rasor, Fraunhofer IEM
Vision: eine Engineering-Task-Force
im
Jahr 2050 – der
GenAI-Assistant
namens Michael führt
die Ideen für ein neues
Fahrzeugmodell blitzschnell
aus.
Eine Autostadt im Jahr 2050. Es trifft sich: Die Engineering-Task-Force
für den neuen Electra
Quantum X. “Kommen wir zum Motor”, sagt die
Chefingenieurin. „Analysen zeigen: Die höchste Effizienz
erreichen wir mit dieser Spulenwicklung.
Michael, bitte nimm diese Anforderung und entwerfe
uns zehn Designoptionen.“ Wenige Sekunden vergehen,
dann erscheinen mitten im Raum realitätsnahe
3D-Versionen der nächsten Electra-Quantum-Generation.
Michael meldet sich zu Wort: „Voilà. Ich habe
neben den Anpassungen am Motor auch die aktuellen
Designs des Markts berücksichtigt und mache
Vorschläge für ein innovatives und überraschendes
Design. Laut Marktforschung treffen sie genau den
Zeitgeist für unser geplantes Release in 2052.“ Der
Raum, in dem sich die Task Force trifft: Warmes
Licht, Sofas, ein Kicker. Jemand hat Band-Poster an
die Wand gehängt. Jemand anderes züchtet Kakteen
am Fenster. Keine Computer, keine Monitore. Nur die
fünf Ingenieur:innen. Michael heißt keiner von ihnen.
Bild: Midjourney / Fraunhofer IEM
Die Geschichte des KI-Engineering-Assistenten
Michael ist eine Vision, die das Fraunhofer IEM entwickelt
hat, um die Chancen von Generative AI in
der Produktentwicklung zu diskutieren. Grundlage
ist eine intensive Beschäftigung mit Generative-AI-
Tools, und zwar nicht erst seit dem Durchbruch von
ChatGPT im November 2022. Die Wissenschaftler:innen
probieren wir viel aus. Sie prüfen Generative
AI aber auch real in Entwicklungsprojekten mit
der Industrie.
KI im Engineering nutzen
Tatsächlich ist der Einsatz von Künstlicher Intelligenz
in der industriellen Praxis seit vielen Jahren
etabliert. Wir sprechen hier von diskriminativer
Künstlicher Intelligenz, die auf Basis von Daten
etwa Aussagen über einen Zustand ableiten kann.
Die Einsatzfelder sind dabei meist sehr spezialisiert,
beispielsweise eine automatische Erkennung von
Fehlern an Bauteilen oder die Detektion von ungünstigen
Prozessparametern eines Produktionsprozesses.
Als das US-Unternehmen OpenAI der Öffentlichkeit
den Chatbot ChatGPT zugänglich machte, ging ein
Beben durch Wirtschaft und Gesellschaft. Mit einem
Schlag offenbarte sich das Potenzial der neuen KI-
Modelle, die zwei Eigenschaften mit wahrhaft revolutionärem
Charakter aufweisen:
Erstens wird Generative AI so trainiert, dass sie gänzlich
neue Inhalte (Text, Bild, Audio oder Video)
erschafft. Beispiel ChatGPT: Das zugrundeliegende
Sprachmodell (engl. Large Language Model LLM)
berechnet – auf Basis einer initialen Eingabe – die
Wahrscheinlichkeiten für den darauffolgenden Text.
Vereinfacht ausgedrückt: Es setzt ein Wort hinter das
andere, erzeugt so aber Texte auf hohem sprachlichem
Niveau und erläutert komplexe Zusammenhänge.
Aber Vorsicht: Es kennt keinen Unterschied zwischen
wahr und falsch; und versucht lediglich, die
16 KEM Konstruktion|Automation » 03 | 2024