Künstliche Intelligenz eröffnet dem Virtuellen Zwilling neue Welten

Von der Digitalisierung profitiert die Automobilentwicklung seit vielen Jahrzehnten. Den jüngsten großen Leistungssprung hat der Virtuelle Zwilling den digitalen Entwicklungsverfahren beschert. Selbst ganze Autos oder sogar Fabriken in Echtzeit zu simulieren und im Industrial Metaverse zu visualisieren, ist letztlich nur noch eine Frage der Rechenleistung.

Nun bringt Künstliche Intelligenz den Automotive-Entwicklern noch einmal eine ganze Palette neuer Möglichkeiten. (Für einen Überblick: siehe hierzu auch den den Infokasten am Endes Artikels.) Die meisten davon machen das Engineering effizienter, führen zu besseren Ergebnissen oder erlauben Validierungen, die Menschen allein aufgrund der riesigen Datenmassen nie durchführen könnten – vor allem im Bereich des automatisierten Fahrens. Versuchsfahrzeuge liefern beim automatisierten Fahren bereits heute nahezu 50 Terabytes Daten pro Tag. Im Lauf der Entwicklung kommen schon heute Datenmengen im Petabyte-Bereich zusammen, künftig werden noch tausendfach größere Datenvolumen erwartet.

Auch die Rolle und die Fähigkeiten der Fahrzeugentwickler werden sich deutlich ändern müssen. Denn Künstliche Intelligenz in der Entwicklung, gerade Generative KI, bringt auch einen Paradigmenwechsel mit sich: Bislang haben Menschen in Ingenieur- oder naturwissenschaftlichen Studiengängen Gesetzmäßigkeiten und Regeln gelernt, auf deren Basis sie dann Bauteile, Funktionen, ganze Autos entwickelt haben. Dabei ließ sich zur Kontrolle immer nachvollziehen, ob die Regeln richtig angewendet wurden oder nicht.

Die KI hingegen wird mit riesigen Datensätzen trainiert, bekommt also zahllose Ergebnisse präsentiert. Und aus dieser Masse versucht sie, die richtigen Antworten abzuleiten und auf dieser Basis neue Lösungen zu entwickeln. Zur Herausforderung wird dabei: Ein Entwickler kann bei Lösungen, die ihm KI präsentiert, vielleicht nicht mehr jeden Schritt nachvollziehen und kontrollieren. Dennoch er muss er Möglichkeiten finden sicherzustellen, dass das Ergebnis am Ende zuverlässig funktioniert. Zudem müssen Entwickler angesichts der mächtigen Möglichkeiten, die KI-Funktionen erlauben, auch die moralisch-ethische Seite im Blick haben. Früher musste eine Funktion einfach nur sicher sein im Sinne von Safety, später kam noch IT-Security hinzu, nun als neues Level die Ethik.

Doch KI ermöglicht es nun auch, das Wissen der Technischen Entwicklung viel besser mit anderen Feldern zu verknüpfen. Denn bislang deckt der Virtuelle Zwilling praktisch nur die technische Seite ab. Er zeigt etwa im virtuellen Raum exakt, wie sich ein Bauteil oder ein ganzes System verhalten würde, wenn man bestimmte Änderungen vornimmt.

Was noch fehlt, ist der Link vor allem zu jenen Bereichen des Geschäfts und der Welt, die sich nicht nach Naturgesetzen und den Regeln der Ingenieure richten. Denn beispielsweise die Zuverlässigkeit der Produktion und die Produktionskosten eines Autos hängen von einer Vielzahl von Unwägbarkeiten der Lieferkette ab. Politische Entwicklungen, Naturkatastrophen oder Epidemien können Rohstoffe teuer machen oder verknappen. Und wirtschaftlichen Erfolg wird ein Auto nur haben, wenn es aus Sicht der Kunden attraktiv und seinen Preis wert ist. Das gilt für das Fahrzeug insgesamt wie auch für optionale Features.

Hier sorgt die Künstliche Intelligenz für einen Quantensprung, indem sie es ermöglicht, mit den Virtuellen Zwillingen zahlreiche solcher Szenarien durchzuspielen. So lässt sich beispielsweise herausfinden, wie eine Änderung der Konstruktion oder die Verwendung anderer Materialien das Automobil wirtschaftlich resilienter gegen Mangel von bestimmten Rohstoffen machen kann. Auf Basis historischer Daten könnte die KI auch bessere Vorhersagen machen, ob sich bestimmte optionale Ausstattungen wirtschaftlich rentieren werden.

Ein Unternehmen, das diese Verknüpfung vorantreibt, indem es seine Engineering-Software mit entsprechenden KI-Modellen verknüpft, ist Dassault Systèmes. Konkret geht es darum, virtuell durchzuspielen, wie sich beispielsweise künftige Lieferkettenprobleme oder veränderte Rohstoffkosten auf ein noch in der Entwicklung befindliches Fahrzeug auswirken – und im Ergebnis die Fahrzeugkonstruktion wirtschaftlich resilienter und nachhaltiger zu machen.

"Künstliche Intelligenz analysiert verschiedene Quellen, beispielsweise technische Daten und Zeichnungen, Lieferantenpreise, technische Einschränkungen und Materialverfügbarkeit, um mögliche Probleme zu erkennen und die am besten geeigneten Materialien zu empfehlen", erläutert Sofiane Benhelli. Der KI-Experte von Dassault Systèmes ergänzt: "Durch die Nutzung historischer Daten und die Vorhersage kosteneffizienter Optionen sorgt die KI für eine präzise Materialauswahl und trägt dazu bei, die Auswirkungen von Preisschwankungen zu mindern und gleichzeitig die Qualitäts- und Leistungsstandards einzuhalten."

Das ist mittlerweile nicht mehr nur Theorie. Renault nutzt diese neue Funktion der 3DEXPERERIENCE Plattform von Dassault Systèmes bereits in der Praxis. Dabei wird der Virtuelle Zwilling eines neuen Automodells mit Daten aus den strategischen Unternehmensbereichen Kostenkalkulation und Einkauf verknüpft. So lassen sich die verschiedensten Szenarien und deren Folgen simulieren.

"Unsere Cost-Intelligence-Lösung mit der künstlichen Intelligenz von NETVIBES hat es Renault ermöglicht, proaktiv Risiken in der Lieferkette zu identifizieren und zu entschärfen. Nun weiten wir den virtuellen Zwilling vom Fahrzeug auf die Lieferkette aus", erläutert Laurence Montanari, Vice President, Transportation & Mobility Industry bei Dassault Systèmes. Um optimale Ergebnisse zu erzielen, hat Dassault Systèmes jüngst auch eine Partnerschaft mit dem Mistral AI geschlossen.

"Unsere Tools sind so konzipiert, dass sie offen für externe Datenquellen sind und die Integration verschiedener Aspekte wie Nachhaltigkeit, Recycling, Marktforschung oder Risiken in der Lieferkette ermöglichen", betont KI-Experte Benhelli. Ist also der Link zwischen den Virtuellen Zwillingen der Entwickler und den übrigen Unternehmensbereichen erst einmal geschaffen, steht die Tür offen für zahlreiche neue Anwendungsmöglichkeiten.