Generatives Design – was ist das?

• Durch Generatives Design arbeiten Mensch und Computer zusammen und kommen so auf außergewöhnliche und nachhaltige Design-Lösungen
• Generative Gestaltung findet bereits viele Anwendungsfälle: vom Innenausbau von Flugzeugen bis hin zur Herstellung von Sportartikeln 
• Die wichtigsten Faktoren dabei: KI-Algorithmen, Cloud-Computing und der Mensch

Als Produktgestalter, Konstrukteur oder Ingenieur in der Bau-, Infrastruktur- oder Fertigungsbranche ist Ihnen generative Gestaltung bestimmt ein Begriff, auf den Sie womöglich mit Begeisterung reagieren – oder auch mit Skepsis.

Vielleicht fragen Sie sich auch, was Generatives Design überhaupt bedeutet. Wird es den Weg für neue Arbeitsabläufe in der Fertigung ebnen? Oder wird die Künstliche Intelligenz letztendlich die gesamte Menschheit versklaven?

Wie generative Gestaltung Ihre Arbeit revolutioniert

Stellen Sie sich folgendes Szenario vor: Was wäre, wenn Sie in Zusammenarbeit mit einem Computer, der auf KI-Algorithmen, grenzenlose Cloud-Computing-Kapazitäten zurückgreifen kann, Hunderte von Entwurfsalternativen erstellen könnten, auf die Sie alleine niemals gekommen wären?

Würde das Ihnen nicht ermöglichen, größere Probleme zu lösen und iterativ schneller zu geeigneten Lösungen vorzustoßen? Die Welt wird zunehmend komplexer, und je mehr die Aufgaben, vor denen Ingenieure, Konstrukteure und Produktgestalter stehen, ebenfalls an Komplexität zunehmen, desto mehr werden sie auf technologische Unterstützung angewiesen sein, um leistungsstärkere, strapazierfähigere und funktionstüchtigere Produkte und Strukturen zu entwickeln.

Die entsprechenden Tools gibt es heute schon. Hier erfahren Sie alles, was Sie über Generatives Design wissen sollten: worum es sich dabei handelt, wie es funktioniert und wie es Ihre Arbeit künftig revolutionieren wird.

Generatives Design – was ist das?

Früher nutzen Konstukteure und Ingenieure Computer als eine passive Maschine. So konnte nur eine begrenzte Anzahl von Entwurfsalternativen erreicht werden. Heute hingegen arbeiten Computer und Konstrukteur bzw. Ingenieur zusammen. So können Hunderte bis Tausende von Alternativen erreicht werden.

Schritt für Schritt erklärt gelingt das so:

• Der Konstrukteur/Ingenieur gibt Planungsziele und Sachzwänge in ein CAD-System wie Project Dreamcatcher ein. Parameter wie Werkstoffart, Gewicht, Belastbarkeit und Kosten werden vom Menschen festgelegt.
• Mithilfe von Algorithmen und logischen Kalkulationen erstellt der Computer Tausende von Entwürfen und führt für jeden Entwurf eine Leistungsanalyse durch.
• Der Konstrukteur/Ingenieur prüft die Alternativen und verfeinert die Problemstellung durch Anpassung der Ziele und Sachzwänge. Der Computer führt seine Berechnungen erneut durch. Menschliche Intuition und die Künstliche Intelligenz des Computers identifizieren in Zusammenarbeit die am besten geeignete Lösung.
• Der Konstrukteur/Ingenieur fertigt durch Fräsen bzw. 3D-Druck den Prototypen. Sofern erforderlich, wird der dritte Schritt wiederholt.

Wie wird generative Gestaltung heute eingesetzt?

Airbus

Airbus setzte generatives Design zur Entwicklung einer neuen Trennwand für Flugzeuge des Typs A320 ein. Die neue Trennwand, die natürlichen Wachstumsprozessen nachempfunden wurde, ist belastbarer als das Vorgängermodell und wiegt dabei nur halb soviel.

Hack Rod

Der Rennwagen von Hack Rod wurde mit Dutzenden von Sensoren ausgestattet und bis an die Belastungsgrenze getestet. Auf der Grundlage von Milliarden erfassten Datenpunkten entwarf Dreamcatcher das optimale Chassis.

Under Armour

Der Sportartikelhersteller setzte beim Entwurf der Gitterstruktur für den §D-gedruckten Sportschuh “Architech” die Design-Software Autodesk Within ein. Within optimierte zugleich Stabilität und Dämpfung, sodass das Endprodukt zwei Schuhe in einem kombiniert.

Vorteile generativer Gestaltung

Zeit sparen

In der Zeit, die ein Mensch braucht, um einen einzigen Entwurf fertigzustellen, kann ein Computer nicht nur Tausende von Alternativen erstellen, sondern auch ihre jeweilige Leistungsfähigkeit analysieren.

Kreativität steigern

Durch Erstellung Tausender von Entwürfen eröffnet generatives Design Konstrukteuren und Ingenieuren völlig neue Perspektiven zum Experimentieren mit unkonventionellen Formen und Gestaltungsmöglichkeiten.

Geld sparen

Simulationen und Tests sind in das Entwurfsverfahren integriert. Dadurch lassen sich teure Nachbesserungen während der Analyse- bzw. Fertigungsphase vermeiden.

Neuartige geometrische Möglichkeiten eröffnen

Mithilfe der entsprechenden Software lassen sich komplexe Geometrien berechnen. Zugleich können im 3D-Druck Objekte gefertigt werden, deren Herstellung ansonsten unmöglich wäre.

Dieser Artikel wurde aktualisiert. Er wurde ursprünglich im Juli 2019 veröffentlicht.