Was versteht man unter der beschleunigten Konstruktion elektrischer Maschinen mithilfe KI-gestützter Optimierung, und wie hilft Ihnen dies dabei, bessere Aktuatoren schneller zu entwickeln?
„Beschleunigte Konstruktion elektrischer Maschinen durch KI-gestützte Optimierung“ ermöglicht es Unternehmen, elektrische Aktuatoren zu optimieren, die ohne Seltenerdmetalle auskommen, indem KI-basierte Ersatzmodelle anstelle von zeit- und ressourcenintensiven FEA-Simulationen zum Einsatz kommen. Dies trägt dazu bei, die Konstruktionszeit zu verkürzen, den Rechenaufwand zu senken und validierte, einsatzbereite Ergebnisse zu liefern – ganz gleich, ob Sie ein optimiertes Aktuator-Design benötigen oder das Know-how, um diese Art der Optimierung selbst durchzuführen.
Was umfasst diese Dienstleistung?
„Beschleunigte Konstruktion elektrischer Maschinen durch KI-gestützte Optimierung“ ist eine Dienstleistung, die Unternehmen bei der Konstruktion und Optimierung elektrischer Aktuatoren unterstützt, die keine Seltenerdmetalle erfordern. Dabei kommen KI-basierte Ersatzmodelle zum Einsatz, die klassische, rechenintensive FEA-Simulationen ersetzen.
Es ist vorgesehen für:
- Hersteller von Elektromaschinen und Antrieben
- Innovationsführer, F&E-Teams und CTOs, die ihre Abhängigkeit von kritischen Rohstoffen verringern möchten
- Ingenieurteams, die erfahren möchten, wie sie KI-basierte Surrogatmodellierung in ihren eigenen Konstruktionsprozessen anwenden können
Der Service zielt darauf ab, Unternehmen in die Lage zu versetzen, die Konstruktion elektrischer Stellantriebe schneller und kostengünstiger zu optimieren – entweder indem IEW die Optimierung direkt durchführt oder indem die Methodik weitergegeben wird, sodass die Unternehmen diese selbst anwenden können.
Warum ist dieser Service wichtig?
Viele Unternehmen, die elektrische Antriebe und Maschinen entwickeln, stehen vor denselben Herausforderungen:
- Seltenerdmetalle (z. B. für Permanentmagnete) sind mit Versorgungsrisiken, Preisschwankungen und geopolitischer Abhängigkeit verbunden
- Die klassische, auf der Finite-Elemente-Methode (FEM) basierende Konstruktionsoptimierung ist zeitaufwendig und rechenintensiv, was die Anzahl der Konstruktionsvarianten einschränkt, die realistisch untersucht werden können
- Nur wenige Ingenieurteams verfügen über internes Fachwissen im Bereich der KI-basierten Surrogatmodellierung für die elektromagnetische Auslegung
Ohne schnellere und flexiblere Optimierungsmethoden riskieren Unternehmen längere Entwicklungszyklen, höhere Entwicklungskosten und eine anhaltende Abhängigkeit von kritischen Rohstoffen – selbst wenn Alternativen ohne Seltene Erden technisch machbar sind.
Wie funktioniert der Dienst?
Der Service umfasst in der Regel folgende Schritte:
- Definieren Sie die Anforderungen und Ziele für den Aktuator: Leistungsziele, geometrische Einschränkungen, Anwendungskontext
- Ermitteln Sie relevante Topologien, Konstruktionsparameter und Werkstoffe
- Einrichten oder Trainieren des KI-Ersatzmodells: unter Verwendung vorhandener FEA-Daten oder, falls erforderlich, durch Generierung neuer Trainingsdaten
- Optimierungsläufe: Schnelle Erkundung des Entwurfsraums mithilfe des Ersatzmodells anstelle vollständiger FEA-Simulationen
- Auswertung der Ergebnisse und Überprüfung der Machbarkeit: Vergleich der Surrogatvorhersagen mit FEA-Ergebnissen oder gemessenen Referenzdaten
- Geben Sie Empfehlungen für die nächsten Schritte: eine optimierte Aktuatorauslegung und/oder Anleitungen zur internen Anwendung einer surrogatbasierten KI-Optimierung
Was sind die Vorteile?
- Schnellere Entwicklungszyklen: Erkunden Sie zahlreiche Designvarianten in einem Bruchteil der Zeit, die bei reinen FEA-Workflows erforderlich wäre
- Geringere Rechen- und Entwicklungskosten: Ersatzmodelle ersetzen wiederholte, kostspielige Simulationen
- Keine Abhängigkeit von Seltenerdmetallen: Die Konstruktionen sind auf seltenerdfreie Topologien optimiert
- Validierte Ergebnisse: Die Ergebnisse werden anhand von FEA- oder Messdaten überprüft, nicht nur anhand von KI-Prognosen
- Wissenstransfer: Unternehmen können wählen, ob sie einen optimierten Entwurf erhalten, die Methode erlernen oder beides möchten
- Skalierbarkeit: Einmal trainiert, können Surrogatmodelle für mehrere Designvarianten und zukünftige Projekte wiederverwendet werden
Wann sollten Sie diesen Service in Anspruch nehmen?
Dieser Service ist vor allem dann von Bedeutung, wenn:
- Sie entwickeln oder überarbeiten einen elektrischen Aktuator und möchten den Einsatz von Seltenerdmetallen vermeiden
- Ihr derzeitiger FEA-basierter Optimierungsprozess ist zu langsam oder zu kostspielig, um genügend Konstruktionsalternativen zu prüfen
- Sie möchten zahlreiche Konstruktionsvarianten schnell prüfen, bevor Sie sich auf die Detailplanung festlegen
- Sie möchten interne Kompetenzen im Bereich der KI-basierten Ersatzmodellierung für die elektromagnetische Auslegung aufbauen
Wichtige Erkenntnisse
Auf der Grundlage von Tests und Versuchen stellen Unternehmen häufig fest, dass:
- Ein gut definiertes Ersatzmodell kann den Optimierungsprozess im Vergleich zu zeitaufwändigen FEA-Simulationen erheblich beschleunigen
- Eine Validierung anhand realer FEA- oder Messdaten ist unerlässlich. Ersatzvorhersagen sollten stets anhand der physikalischen Realität überprüft werden.
- Je nach Anwendungsbereich können seltenerdfreie Aktuatoren herkömmliche Maschinen, die Permanentmagnete verwenden, vollständig ersetzen
Warum ist KI so wichtig?
AI-MATTERS bietet:
- Zugriff auf echte Produktionsumgebungen
- Daten und Anwendungsfälle für Experimente
- Kompetente Unterstützung während des gesamten Prozesses
Dies ermöglicht es Unternehmen, mit geringerem Risiko von der Idee zur validierten Lösung zu gelangen. Von der Experimentierphase hin zu validierten industriellen KI-Lösungen mit geringerem Risiko und höherer Zuversicht.
Häufig gestellte Fragen
Je nach Umfang der gewünschten Optimierung dauert die Dienstleistung in der Regel 2 bis 12 Monate.
Der Service umfasst die Definition Ihrer Anforderungen an den Aktuator und Ihrer Konstruktionsziele, die Einrichtung oder das Training eines auf Ihren Anwendungsfall zugeschnittenen KI-Surrogatmodells, die Durchführung von Optimierungsexperimenten über den gesamten Konstruktionsraum hinweg sowie die Validierung der Ergebnisse anhand von FEA- oder Messdaten. Am Ende erhalten Sie konkrete Empfehlungen – entweder einen optimierten Aktuatorentwurf, eine praktische Anleitung zur eigenständigen Anwendung der Methode oder beides.
Sind Sie daran interessiert, KI in Ihrer Produktionsumgebung zu testen oder zu validieren?
Erfahren Sie, wie AI-MATTERS Ihren Anwendungsfall unterstützen kann, indem Sie unten Ihre Kontaktdaten hinterlassen. Unser Expertenteam hilft Ihnen dabei, Ihren Anwendungsfall zu definieren und ein auf Ihren Produktionskontext zugeschnittenes Validierungsexperiment zu entwerfen.
👉 https://ai-matters.eu/contact/