AI-based design engineering – products, processes, machines

In engineering future-ready products, sustainability, economic viability, and innovation are crucial themes that are inextricably intertwined. This greatly increases the complexity of current development activities. The traditional method evaluates many individual aspects sequentially and assesses simulations one after another. M.TEC utilizes an AI-integrated development method to achieve economical and sustainable products. This state-of-the-art method evaluates sensitive parameters simultaneously, allowing complexities to be better managed as the AI sorts through the data. The in-house developed process is not a licensed product but is customized for specific development goals during projects. It offers not only tremendous potential but also creates a lever for product success, particularly through the use of AI-integrated engineering methods to gain competitive advantages.

What benefits arise from the AI-integrated development process?

M.TEC enables the pursuit of multiple conflicting development objectives simultaneously using simulation-supported engineering methods under given parameters. Typical configurations include:

• High stiffness & low weight
• Short cycle time & highest process stability
• High reliability & low material usage
• Low manufacturing costs & long lifespan

Focuses can be set to achieve individual goals depending on project requirements.

Benefits of AI-supported development at a glance:

For complex issues with conflicting development goals, the following benefits are realized for product development:

• More predictable and faster development and improved outcomes
• Maximum product quality and enhanced process reliability
• Minimization of risks during development and production ramp-up phases
• Acceleration of Time-to-Market and early product launch
• Reduction of resources and development costs

Implementing an AI-integrated optimization process results in achieving the "Physical Optimum" in product properties.

Especially in new developments, this method offers the greatest potential for enhancing quality and efficiency levels.

AI-integrated development method for realizing economical and sustainable products by M.TEC:

Revolutionize your product and process engineering with AI and replace traditional development methods, which are increasingly reaching their limits due to the diverse heightened requirements. M.TEC supports you!

In the engineering of products and processes, this is especially true for:

• Representation of the physics of a component and its process in digital prototypes
• Predictability of physical interactions
• Balancing of product properties with conflicting development goals
• Reduction of resource use (material, energy, time) throughout the entire product development process
• Implementation of sustainability aspects (lifespan, efficiency, materials)

Especially in the face of complex challenges, these innovative AI-integrated development methods quickly open up new avenues for much higher qualities of both products and processes.

KI-Optimierung für Ihre Produkte und Prozesse

Die von M.TEC entwickelten KI-basierten Optimierungstools sind darauf ausgelegt, Entwicklungsziele wie Gewichtsreduktion, Verringerung des Materialeinsatzes, Verbesserung der mechanischen Eigenschaften, Steigerung der Effizienzgrade und der Qualität sowie die Optimierung der Fertigungsprozesse zu erreichen. Success Stories zur KI-Optimierung aus der Praxis, wie die Optimierung eines Elektromotors mit Thermoplastrotor, zeigen, dass durch den Einsatz unserer M.OPT-Technologie eine Verbesserung aller physikalischen Eigenschaften und zugleich z. B. eine Gewichtsreduktion (Im Beispiel des Elektromotors 17%) realisiert werden kann. 

Bei den Optimierungstools der M.OPT-Reihe handelt es sich um individuell auf die jeweiligen Ziele ausgerichtete Auslegungswerkzeuge. Ein intensiver, persönlicher Austausch im Vorfeld ist unumgänglich. Sprechen Sie uns gerne an!

KI-Optimierung für Bauteile, Produkte, Prozesse – typische Szenarien

Typische Projektszenarien, bei denen der Einsatz der KI-gestützten Optimierungstools der M.OPT-Reihe deutliche wirtschaftliche Vorteile für das Gesamtprojekt bringt, sind zum Beispiel:

• Kritische Produkte
  Optimierung von kritischen Bauteilen (Kunststoffbauteile, Hybridbauteile) und Produkten, die höchsten Qualitätsanforderungen genügen müssen
• Gegenläufige Optimierungsziele
  Auslegung und Optimierung in Bezug auf gegensätzliche, unterschiedlich gewichtete Optimierungsziele (z. B. eine Kombination aus Lebensdauer, Ausfallsicherheit, Materialeinsparung, kostengünstige Fertigung)
• Komplexität
  Entwicklung und Optimierung besonders komplexer Produkte, Komponenten oder Bauteile, die starken physikalischen Wechselwirkungen unterliegen
• Wirtschaftlichkeit und Prozesssicherheit
  Minimierung notwendiger Toleranzen ("In jedem Fall qualitativ so gut wie nötig, aber kein bisschen mehr"), Optimierung von Prozessen hinsichtlich Stabilität und Effizienz (z. B. Verzugsminimierung von Spritzgussteilen, Reduzierung der Zykluszeit, Verringerung erforderlicher Schließkräfte etc.)

M.OPT Design - Optimierung auf KI-Basis

M.OPT design ist eine KI-gestütze Simulationsmethode für komplexe Produkte, die eine Optimierung auf mehrere, gewichtete Entwicklungsziele gleichzeitig durchführt und dabei alle physikalischen Disziplinen zeitgleich erfasst. Mit dieser innovativen Multiphysik-Optimierung können deutlich bessere Optimierungsergebnisse erreicht werden als mit bisherigen Methoden.

Multiphysik-Optimierung für gegenläufige Entwicklungsziele

Die Optimierung auf mehrere Anforderungen gleichzeitig hin ist besonders anspruchsvoll und komplex, gerade wenn die Entwicklungsziele widersprüchlich sind. Das ist beispielsweise in diesen typischen Konstellationen aus Lastenheften der Fall:

• Hohe Steifigkeit & geringes Gewicht
• Kurze Zykluszeit & höchste Prozessstabilität
• Hohe Ausfallsicherheit & geringer Materialeinsatz
• Geringe Herstellungskosten & lange Lebensdauer

Der Mehrwert von M.OPT design gegenüber einer herkömmlichen Optimierung:

• Liefert den physikalisch bestmöglichen Datensatz zu den definierten Projektanforderungen (durch Erfassung der gesamten Physik als mathematische, multidimensionale Funktion)
• Findet die optimale Ausgewogenheit technischer Eigenschaften bei widersprüchlichen Zielen
• Bewältigt hohe Komplexitäten bei vielfältigen Entwicklungsvorgaben in kürzester Zeit
• Ermittelt die sensitiven Parameter, also Parameter mit großem Einfluss auf das Ergebnis

M.OPT warpage – Verzugsoptimierung auf KI-Basis

M.OPT warpage ist eine revolutionär neue, KI-gestützte Optimierungsmethode zur Ermittlung des Parametersatzes für den physikalisch geringstmöglichen Verzug von Kunststoffbauteilen. 

Eindrucksvoller Beleg ist die Verzugs- und Prozessoptimierung einer Automotive-Tragstruktur in Fahrzeugbreite, die auf dem 20. SPE Automotive-Award eine Prämierung in der Kategorie „Enabler Technology“ erhalten hat. Mehr dazu in den Success Stories KI-gestützte Optimierung.

Die Ingenieure von M.TEC haben mit ihrer über 30-jährigen Erfahrung in der Simulation und Optimierung von Kunststoffbauteilen und Spritzgussprozessen ihren Kunden nun die Möglichkeiten von künstlicher Intelligenz für die Optimierung ihrer Kunststoffbauteile eröffnet. Die wesentlichen Merkmale von M.OPT warpage sind:

• Erfassung der gesamten Physik eines Kunststoffbauteils und seines Prozesses
• Optimierung sowohl von sämtlichen Prozessparametern als auch von erlaubten Geometrieparametern wie z. B. Wandstärken in Teilbereichen
• Ermittlung der sensitiven Parameter, also Parameter mit großem Einfluss auf das Verzugsverhalten 
• Die Optimierung ist eine Dienstleistung von M.TEC, keine Software
• In zahlreichen Produkten und Projekten u. a. für OEMs verifiziert

Mehrwert von M.OPT warpage gegenüber herkömmlichen Optimierungsmethoden

• Der Parametersatz für den geringstmöglichen Bauteilverzug innerhalb der vorgegebenen Randbedingungen
• Zeitgewinn und Kostenersparnis: Werkzeugschleifen werden sehr unwahrscheinlich, Abmusterungszeiten verkürzen sich teils erheblich
• Sensitivitäten werden identifiziert – nur diese für den Bauteilverzug relevanten Parameter müssen überwacht werden
• Höhere Robustheit des Prozesses
• Grundlage für weitere Optimierungen – neue Ergebnisse bei Variation von Parametern können praktisch in Echtzeit ermittelt werden

KI-gestützte Optimierung für Produkte und Prozesse – bei M.TEC als Dienstleistung verfügbar

M.TEC Engineering steht an der vordersten Front der KI-gestützten Optimierung von technischen Geräten, Produkten sowie Fertigungsprozessen. Durch die Anwendung unserer fortschrittlichen M.OPT-Optimierungstools bieten wir unseren Kunden maßgeschneiderte Lösungen, die nicht nur technische Herausforderungen meistern, sondern auch erhebliche wirtschaftliche und auch ökologische Vorteile mit sich bringen.

Sprechen Sie uns an um zu erfahren, wie unsere KI-basierten Optimierungstools Ihr nächstes Projekt revolutionieren können!

TISAX-compliant data security for AI-supported optimization at M.TEC

The AI-supported M.OPT optimization tools are fully TISAX-compliant (TISAX is an information security standard in the automotive industry). All data used to train AI models is stored exclusively on M.TEC's own servers at the company's headquarters in Germany. For M.TEC's customers, this represents the highest security standards with regard to project data at M.TEC. Additionally, M.TEC holds an ISO9001 certification.