TRUMPF geht mit dem Institut für Produktentwicklung am Karlsruher Institut für Technologie eine strategische Kooperation ein. Ziel dieser Zusammenarbeit ist es, zukünftige Konstrukteure aus der ganzen Welt darin zu unterstützen zu Experten in der Blechkonstruktion zu werden.

Der „DesignCampus for engineers“ ist ein Baustein der auf zehn Jahre angelegten Bildungskooperation zwischen TRUMPF, dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und dem Institut für Produktentwicklung (IPEK). Im April 2021 startete der DesignCampus offiziell. Drei Jahre lang „schaut“ TRUMPF mit dem IPEK den Studierenden während des Konstruierens in die Köpfe. Wie genau konstruieren Studierende ihre Bauteile oder Baugruppen? Welchen Werkstoff wählen sie aus und warum? Welche Probleme tauchen auf? Auf genau diese Fragen erhoffen sich TRUMPF und das IPEK Antworten. Dafür sammeln sie nun über drei Jahre hinweg Daten von den Studierenden. Die Studierenden werden hierfür mit einer Eye-Tracking-Software während des Konstruierens beobachtet. Die Software zeichnet die Interaktionen auf.

„Aus den Eye-Tracking Studien lassen sich Optimierungspotentiale ableiten. Der Farbverlauf zeigt, welche Bereiche besonders intensiv (rot) beziehungsweise kaum (dunkelblau) bis überhaupt nicht (weiß) betrachtet wurden. Durch diese Daten wird die Weiterentwicklung von Gestaltungsrichtlinien auf Basis detaillierter und objektiver Daten ermöglicht“, sagt Markus Döllken, Wissenschaftlicher Mitarbeiter am IPEK und Projektleiter vom DesignCampus, am KIT.

Mit den gesammelten Datensätzen und einer KI von Optimate, einem TRUMPF Start-up, das im August 2020 ausgegründet wurde, wird eine spezielle Software entwickelt. Diese soll den Studierenden direkt während des Konstruierens unter die Arme greifen. „Ziel ist es, dass die Software gerade - am Anfang - beim Konstruieren von kleineren Baugruppen unterstützt. Sie soll den Studierenden Möglichkeiten aufzeigen, warum ein Teil beispielsweise schneller, kostengünstiger oder stabiler mit Blech konstruiert werden kann als mit einem anderen Verfahren“, sagt Jörg Heusel, Abteilungsleiter R&D Sheet Metal Design MT. Je mehr CAD-Daten in den nächsten drei Jahren gesammelt werden, um so präziser kann die Software später die Studierenden beim Konstruieren unterstützen. Bei der Entwicklung dieser Software ist das FZI Forschungszentrum Informatik aus Karlsruhe beteiligt und bringt Kompetenzen im Bereich Machine Learning in den DesignCampus mit ein. Insbesondere fokussiert sich das FZI auf Ansätze rund um Geometric Deep Learning und verknüpft diese mit Erklärbarkeitsmodellen von Neuronalen Netzen.

„Die Bildungspartnerschaft steht an erster Stelle. Aber natürlich sehen wir in der Zusammenarbeit auch einen großen Nutzen für TRUMPF. Wir stellen Blechgestaltungs- Know-how zur Verfügung und machen sozusagen Kundenakquise bei potenziellen zukünftigen Kunden, indem wir Studierende frühzeitig an die Gestaltungsmöglichkeiten in der Blechbearbeitung heranführen. Das Ziel ist also, dass die Studierenden zukünftig mehr mit Blech arbeiten und dabei auf einen modernen Maschinenpark von TRUMPF zurückgreifen.“

Starke Partnerschaft:

Der DesignCampus ist Teil der zehnjährigen Bildungspartnerschaft, die TRUMPF und das KIT im Oktober 2020 unterzeichnet haben. TRUMPF unterstützt die anwendungsorientierte Lehre am IPEK und beteiligt sich an der Finanzierung des Bauvorhabens „Lern- und Anwendungszentrums Mechatronik (LAZ)“ und stellt Maschinen und Software für das studentische Produktentwicklungszentrum zur Verfügung. Nach der Fertigstellung des Neubaus können ab 2023 pro Jahr bis zu 1000 Studierende auf IT-Lösungen für die Blechkonstruktion und Fertigungsplanung sowie die passenden Produktionsmaschinen zugreifen. Ziel der Partnerschaft ist, im Verbund zwischen universitärer Lehre, Forschungseinrichtung und Industrie neue Lösungen für die Blechbearbeitung zu finden, die datengetriebene Konstruktions- und Produktionsforschung zu stärken und so neue KI-basierte Fertigungslösungen für Blech zu entwickeln.

Kontakt:

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Sven Matthiesen
Inhaber des Lehrstuhls für Gerätekonstruktion und Maschinenelemente am IPEK
E-Mail: sven matthiesen ∂does-not-exist.kit edu
www.ipek.kit.edu

Markus Döllken
Wissenschaftlicher Mitarbeiter am IPEK und Projektleiter vom DesignCampus
E-Mail: markus.doellken∂kit.edu
www.ipek.kit.edu

Jörg Heusel (TW569hl)
Abteilungsleiter R&D Sheet Metal Design MT
E-Mail: joerg.heusel∂trumpf.com
www.trumpf.com

Jonas Steiling
Geschäftsführer und Mitgründer der Optimate GmbH
E-Mail: jonas.steiling∂optimate.de
www.optimate.de

Alexander Naumann
Wissenschaftlicher Mitarbeiter am FZI, Bereich Information Process Engineering (IPE)
E-Mail: anaumann∂fzi.de
www.fzi.de