Künstliche Intelligenz in der Konstruktion – Chancen, Möglichkeiten und Perspektiven.
Die Veränderungen in der Arbeitswelt, die Künstliche Intelligenz mit sich bringt, machen auch vor der Konstruktion nicht halt. Prozesse, die früher Wochen dauerten, können heute in Stunden oder gar Minuten erledigt werden. KI eröffnet Ingenieurinnen und Ingenieuren neue Wege, um kreative Prozesse zu beschleunigen, präziser zu arbeiten und in Zeiten des Fachkräftemangels produktiver zu agieren. Doch welche konkreten Anwendungen gibt es bereits? Und wie verändert KI den Berufsalltag?
Neue Möglichkeiten für den Ingenieurberuf.
Traditionell war der Ingenieurberuf geprägt von präziser Konzeption, komplexen Berechnungen und analytischem Denken. Mit der zunehmenden Verfügbarkeit generativer KI verändern sich diese Aufgaben grundlegend. Laut einer aktuellen Studie des Vereins Deutscher Ingenieure (VDI) erwarten 75 Prozent der Befragten spürbare Effizienzgewinne und Zeitersparnisse durch den Einsatz generativer KI.1 Doch diese Potenziale können nur ausgeschöpft werden, wenn entsprechende Kompetenzen aufgebaut werden.
Der VDI fordert daher, den Umgang mit KI fest in die ingenieurwissenschaftliche Ausbildung zu integrieren. KI-Kompetenz wird zur Schlüsselqualifikation. Auch im Berufsalltag braucht es klare Regeln, Qualitätsstandards und Weiterbildungsangebote, damit die Technologie sinnvoll eingebunden wird.
Aura – die starke Lösung made in Europe.
Stichwort Technologie: Dassault Systèmes hat aktuell die Betaversion von „Aura“ auf den Markt gebracht, ein fortschrittliches KI-System, das Benutzende bei ihren Konstruktionsabläufen unterstützt. Es basiert auf der Engine von Mistral AI, einem französischen Unternehmen, das als europäische Hoffnung im KI-Bereich gilt. Aura ist noch in der Beta-Phase, doch das Ziel ist klar: Ein intelligenter, virtueller Begleiter, der Konstrukteur:innen unterstützt, Prozesse beschleunigt und Wissen zugänglich macht.
Plattformen wie 3DEXPERIENCE in Verbindung mit SOLIDWORKS und/oder CATIA können damit KI-gestützte Funktionen integrieren, die Konstrukteur:innen aktiv unterstützen. Dabei geht es nicht um das Ersetzen menschlicher Kreativität, sondern um intelligente Assistenzsysteme, die repetitive Aufgaben automatisieren und wertvolle Zeit für die konzeptionelle Arbeit freisetzen.
KI als virtueller Assistent im Konstruktionsprozess.
Aber wie kann der Alltag von Konstrukteur:innen konkret aussehen, wenn sie KI einsetzen? Thomas Maiti, Team Business Development bei Dassault Systèmes, beschreibt in einem Fachvortrag auf der IT & Production AI Conference KI als einen Beschleuniger für das gesamte Produktlebenszyklusmanagement (PLM).2 KI hilft nicht nur bei der Ideenfindung, sondern begleitet den gesamten Prozess von der Skizze bis zur Fertigung.
Maiti gibt ein eindrucksvolles Beispiel: Eine Konstrukteurin chattet mit einem so genannten virtuellen Companion (dem „KI-Ansprechpartner“) und beschreibt, wie ein neues E-Bike aussehen soll – leicht und aus nachhaltigen Materialien. Anhand des Sprachbefehls durchsucht die KI eine Datenbank, schlägt Komponenten wie Sattel und Akku vor und generiert sechs Designvorschläge. Die Konstrukteurin fragt: „Welches ist das leichteste?“ Die KI analysiert und liefert eine fundierte Antwort. Doch der Lenker passt nicht ganz – also zeichnet die Konstrukteurin eine grobe Skizze. Die KI interpretiert diese, macht neue Vorschläge. Der finale Lenker ist schließlich sogar 150 Gramm leichter und kann per 3D-Druck gefertigt werden. Das Fahrrad ist fertig konstruiert.
Aber nicht nur bei Design und Konzeption, sondern auch bei der Simulation bietet KI neue Möglichkeiten: Dank einer Partnerschaft zwischen Dassault Systémes und Apple können Simulationsergebnisse mit dem Apple Vision Pro immersiv erlebt werden. Man sitzt förmlich „in der Simulation“ – das macht Sie auch für solche Mitarbeitenden greifbar, die keine Simulationsexpert:innen sind, aber dennoch fundierte Entscheidungen treffen müssen.
Barrierefreie Konstruktion durch KI.
Dabei verbindet KI Disziplinen wie Design und Mechanik, erkennt Designintentionen aus Skizzen und wandelt sie in 3D-Modelle um. Routineaufgaben wie Zeichnungsableitungen, die oft ungern erledigt werden, übernimmt die KI – und lernt dabei auch aus Kundendaten. Baugruppen werden automatisch zusammengestellt, Simulationen analysiert und verständlich aufbereitet.
Wie KI Konstrukteur:innen entlang der gesamten Prozesskette unterstützen kann.
- Design: KI erkennt das „Design Intent“ einer Skizze und wandelt dieses in verwertbare 3D-Modelle um. Auch ungeliebte Aufgaben wie die Zeichnungsableitung können automatisiert werden.
- Baugruppen: KI-Systeme lernen, welche Bauteile typischerweise zusammengehören und stellen automatisch komplette Baugruppen zusammen.
- Simulation: Traditionell rechenintensive Prozesse wie FEM-Analysen werden durch KI deutlich beschleunigt oder sogar in Echtzeit ermöglicht. Mit Apple Vision Pro können Simulationsergebnisse zudem immersiv erlebt werden – auch von Nicht-Expert:innen.
- Governance: Projektmanagement-Werkzeuge lernen aus früheren Projekten, erkennen potenzielle Risiken frühzeitig und liefern wertvolle Hinweise für die Planung künftiger Vorhaben.
- Marketing: Hochwertige Bilder aus 3D-Modellen entstehen in Sekunden – ein enormer Zeitgewinn.
- Fertigung: KI-gestützte CNC-Programmierung bringt neue Ideen, erleichtert die Einarbeitung neuer Mitarbeitender und macht isoliertes Wissen zugänglich.
KI in der Fertigung: Wissen teilen, Prozesse optimieren.
In der Fertigung bringt KI ebenfalls erhebliche Vorteile: Sie hilft bei der CNC-Programmierung, unterstützt neue Mitarbeitende durch assistierte Prozesse und macht bislang isoliertes Expertenwissen zugänglich. Die Einarbeitung verkürzt sich und mehrere Personen können produktiver arbeiten.
Durch die Integration von KI in die Fertigung wird das Know-how, das häufig an Einzelpersonen gebunden ist, digitalisiert und in skalierbare Prozesse überführt. Das führt zu einem höheren Automatisierungsgrad und mehr Flexibilität – ein klarer Wettbewerbsvorteil, gerade in Zeiten des Fachkräftemangels.
Generatives Design und intelligente Konfiguratoren.
Ein weiteres Anwendungsfeld ist das Generative Design: Auf Basis von Parametern erstellt die KI automatisch verschiedene Designalternativen, die nach gewünschten Kriterien bewertet werden können. Intelligente Konfiguratoren, integriert in CAD-Systeme wie SOLIDWORKS oder CATIA, ermöglichen es Unternehmen, individuelle Lösungen in kürzester Zeit zu entwickeln – und die Marktreife deutlich zu verkürzen.
Auch bei der Topologieoptimierung, automatischen Toleranzvergaben oder im Reverse Engineering zeigt KI bereits ihr Potenzial: Sie erkennt Muster, parametrisiert Geometrien oder schlägt optimierte Formen vor, um Material zu sparen und gleichzeitig die Festigkeit zu erhöhen.
KI als Beschleuniger, nicht als Ersatz.
„Verliere ich meinen Job?“ Diese Frage beschäftigt derzeit viele. Es gilt jedoch zu betonen: KI ist kein Ersatz für menschliche Kreativität und Erfahrung – sie ist ein Werkzeug, das diese Fähigkeiten verstärkt. KI revolutioniert die Konstruktion – aber nicht, indem sie den Menschen ersetzt, sondern indem sie ihn entlastet und befähigt. Ingenieur:innen behalten die kreative Kontrolle, erhalten aber eine mächtige Unterstützung zur Seite. Wie es der Ökonom Richard Baldwin treffend formulierte: „Es ist nicht die KI, die dir deinen Job wegnimmt, sondern jemand, der KI nutzt.“
In der Nutzung von KI und der damit einhergehenden Transformation liegt eine enorme Chance – für Unternehmen, um ihre Prozesse effizienter zu gestalten, und für Ingenieur:innen und Konstrukteur:innen, um sich auf das Wesentliche zu konzentrieren, nämlich innovative Produkte zu erschaffen.
