Den bislang oft zähen Ablauf von Umformsimulationen wollen Forscher des Instituts für Integrierte Produktion Hannover IPH zukünftig drastisch beschleunigen. So dauert die FEM-basierte Simulation von Schmiedevorgängen bisher Stunden oder gar Tage. Wobei es mit einem Durchgang häufig nicht getan ist. Denn wenn die Simulation einen Fehler ergibt, zum Beispiel wegen einer nicht vollständig gefüllten Form, muss die Simulation mit geänderten Parametern wiederholt werden.
Am IPH, wo die Ingenieure fast täglich Schmiedevorgänge simulieren, kennt man dieses Problem dieser numerischen Simulation zur Genüge und will die Umformsimulation deswegen drastisch beschleunigen. Im Forschungsprojekt „Kimulation – KI-basierte Prognose der Ergebnisse von Massivumformsimulationen“ arbeiten Umformexperten mit Spezialisten für Künstliche Intelligenz (KI) zusammen. Gefördert wird das Forschungsvorhaben von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), in drei Jahren sollen die Ergebnisse vorliegen.
Das Ziel ist ein selbstlernender Algorithmus, der aufgrund der Ausgangsparameter die Ergebnisse eines Simulationslaufs prognostiziert. In einer Vorschau soll er die zu erwartenden Ergebnisse zeigen. Die Grundlage für die Prognose holt sich die Analysesoftware selbst, indem sie die Ergebnisse vorangegangener Simulationen auswertet und darin Ähnlichkeiten und Trends erkennt. Die Erwartung der Forscher ist, dass ein solcher Algorithmus in weniger als 60 Sekunden eine Ergebnisprognose für eine Umkehrsimulation liefert und darin zu 95 Prozent richtig liegt.
Diese Methode soll also die Anzahl der notwendigen Simulationsläufe deutlich reduzieren, weil Rechenläufe, die sehr wahrscheinlich ein ungünstiges Ergebnis bringen, gar nicht erst gestartet werden. Darüber hinaus soll das Forschungsprojekt noch an einem zweiten Punkt eine große Zeitersparnis bringen. Für die Verwendung in FEM-Programmen müssen die Geometrien meist erst importiert werden, was auch eine Vereinfachung und manchmal eine Reparatur der Geometrien erforderlich macht. Der zukünftige Algorithmus soll dagegen direkt mit CAD-Geometrien arbeiten können. Die Berechnungsingenieure müssen also erst dann importieren, wenn eine mit geeigneten Parametern eine wahrscheinlich erfolgreiche Simulation durchzuführen ist. „Damit könnten wir die zeitaufwendige Probierphase enorm verkürzen“, sagt Neelam Rasche, Umformtechnik-Expertin am IPH. Das wäre eine Erleichterung für die Forscher am IPH und auch für Ingenieure in Schmiedeunternehmen.
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