Das Material Data Center von Altair ermöglicht es Einkäufern, Designern, Ingenieuren und Wissenschaftlern, Materialien in einer eigenständigen Anwendung oder über die Schnittstelle ihrer Simulations- und Optimierungstools zu durchsuchen und zu vergleichen. (Bild: Altair Engineering GmbH)
Wie kann KI im Bereich Material Engineering helfen?
Von unseren Kunden hören wir oft Sätze wie diese: "Es wurden viele Daten gemessen, aber der Datensatz für diese Temperatur oder Dehnrate fehlt." Außerdem sei es aus Kosten-, Zeit-, Ressourcen- und Kapazitätsgründen nicht möglich, alle Daten zu messen. Besonders die Durchführung einiger Tests, beispielsweise bei Kriech- oder Ermüdungstests, dauere sehr lange. Lange Versuchs-/Irrtum-Iterationen mit physischen Prototypen waren bisher ein limitierender Faktor für Innovationen.
KI hilft, Lücken in den Materialinformationen zu schließen und einen Trendhinweis zur Materialeignung für eine betrachtete Anwendung zu geben. Was gestern eine Technologie war, über die wir in wissenschaftlichen Zeitschriften lasen, ist inzwischen eine Technologie, die für den Masseneinsatz in der Industrie demokratisiert wird. Schon bald kann es für alle ein neuer Standard sein.
Durch Low-Code-No-Code-Lösungen wie Altair RapidMiner können alle Anwender mit einem erweiterten Bedarf an Materialinformationen die Leistungsfähigkeit der KI nutzen.
Was bedeutet das für die Produktentwicklung?
Das Innovationstempo beschleunigt sich. Produkte werden vernetzter, komplexer und intelligenter. Der Einsatz von Künstlicher Intelligenz wird es ermöglichen, das beste Material auszuwählen, Ersatzstoffe zu finden und nachhaltigere Produkte zu entwickeln. Regionale Materialverfügbarkeit und alternative Materialien sind aktuelle Themen, da die globale Unsicherheit in den Lieferketten enorme Auswirkungen auf die Produktionskapazität von Unternehmen hat. Leider ist die Automobilindustrie, für die ich eine große Leidenschaft empfinde, eine der am stärksten betroffenen Branchen.
Für Spezialanwendungen in den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Medizin, 5G und mehr werden neue Materialien benötigt. KI hilft dabei, das Materialverhalten auf der Grundlage aktueller Daten vorherzusagen, diverse Zusammensetzungsoptionen zu erkunden, unrealistische Varianten zu verwerfen und die am besten geeigneten Kandidaten für physikalische Tests auszuwählen.
KI ermöglicht es, einfach und schneller grenzüberschreitend zu forschen.
Wie kann KI dabei helfen, nachhaltigere Materialien zu entwickeln?
KI kann dazu beitragen, die Anzahl der verwendeten Zutaten zu reduzieren, um die gewünschte Materialfestigkeit, Lebensdauer und andere erforderliche Eigenschaften zu erreichen. Ein Material mit einfacherer Zusammensetzung ist am Ende auch einfacher zu recyceln. Vorschriften, wie das bevorstehende Verbot von PFAS in der EU, stellen Unternehmen vor die Herausforderung, nach neuen Lösungen zu suchen und neue Materialien zu entwickeln.
Ein weiterer Aspekt der Optimierung von Materialrezepten ist die Reduzierung seltener und teurer Zutaten. Dies ermöglicht erhebliche Kosteneinsparungen und eine stabilere Lieferkette. Unternehmen können mehr in Forschung und Entwicklung sowie die Digitalisierung investieren und ihre Wettbewerbsfähigkeit durch ein höheres Wertversprechen für ihre Endverbraucher weiter steigern.
Ein eindrucksvolles Beispiel liefern biologisch abbaubare Materialien, die die Zukunft für Massenindustrien unter anderem im Verpackungsbereich sein werden. Die Verpackung von Lebensmitteln erfordert eine große Menge an Materialien, um sicherzustellen, dass die Produkte auf hygienische und sichere Weise an den Endverbraucher geliefert werden.
KI hilft Wissenschaftlern und Unternehmen dabei, neue Materialien zu entwickeln und eine Netto-Null-Zukunft zu erreichen.
Zur Person
Dr. Kamila Flidr erwarb einen Bachelor-Abschluss in Ingenieurwissenschaften an der Tschechischen Technischen Universität in Prag und erwarb anschließend einen Master-Abschluss an der École Centrale de Lyon. Dort promovierte sie im Fach Maschinenbau, bevor sie ihre Karriere bei PSA Peugeot Citroën startete.
2014 zog sie nach Deutschland und übernahm die technische Betreuung eines Großkunden bei Altair. Sie war Mitbegründerin der neuen Tochtergesellschaft von Altair in Osteuropa und übernahm nach ihrer Rückkehr nach Deutschland die Position des Technical Account Managers.
Dr. Flidr hat sich in einer von Männern dominierten Branche einen Namen gemacht und diese Erfahrung als Chance genutzt, den beruflichen Aufstieg von Frauen zu unterstützen. Seit Januar 2022 ist Dr. Flidr Präsidentin der Women in Tech EMEA Employee Resource Group von Altair.
FAQs: KI in der Materialwissenschaft
- Wie kann KI in der Materialwissenschaft eingesetzt werden?
Der Einsatz von KI kann die Identifizierung neuer Materialien beschleunigen, so gelang es Forschenden des Max-Planck-Instituts für Eisenforschung, mithilfe von KI 17 vielversprechende neue Metalle zu identifizieren. - Wie trägt KI zur Entwicklung nachhaltigerer Materialien bei?
KI hilft dabei, Materialzusammensetzungen zu optimieren, seltene und teure Zutaten zu reduzieren und die Anzahl der verwendeten Zutaten zu verringern. Dies führt zu einfacher zu recycelnden Materialien und unterstützt die Suche nach neuen, nachhaltigeren Lösungen, beispielsweise angesichts bevorstehender Verbote bestimmter Materialien wie PFAS in der EU. - Welche Rolle spielt KI bei der Beschleunigung der Produktentwicklung in der Materialwissenschaft?
KI erhöht das Innovationstempo und unterstützt bei der Auswahl des besten Materials, der Suche nach Ersatzstoffen und der Entwicklung von nachhaltigeren Produkten. Durch die Vorhersage von Materialverhalten, die Erkundung verschiedener Zusammensetzungsoptionen und die Auswahl der am besten geeigneten Kandidaten für physikalische Tests trägt KI dazu bei, lange Versuchs- und Irrtumszyklen mit physischen Prototypen zu verkürzen und die Produktentwicklung zu optimieren.
Über Altair
Altair ist ein weltweit führendes Unternehmen im Bereich Computational Science und Künstliche Intelligenz (KI), das Software- und Cloud-Lösungen für die Bereiche Simulation, High-Performance Computing (HPC), Data Analytics und KI anbietet. Altair ermöglicht es Organisationen aus unterschiedlichsten Industriezweigen, in einer vernetzten Welt konkurrenzfähiger zu werden und dabei gleichzeitig eine nachhaltigere Zukunft zu gestalten. Weitere Informationen unter: www.altair.de
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