Was ist Generative Engineering?
In der Natur stellt die DNA den “Bauplan” der Organismen dar. Um sich der Umgebung und äußeren Bedingungen wie Sonne, Wind und Wasser anzupassen, kann jeder Organismus entsprechend seines „Bauplans“ individuelle Ausprägungen entwickeln, wodurch vielfältige Varianten der gleichen Spezies entstehen können. Dieses Prinzip ahmen wir mit der Software ELISE nach. Indem wir mit Hilfe von Regeln, Zielen und Anforderungen (z.B. Materialeigenschaften, Bauraum, Spannungsgrenzen, etc.) eine Art „DNA“ für ein Bauteil definieren, erfolgt die Erstellung eines Bauteils automatisiert und Algorithmen-basiert. Diese Art des Produktentwicklungsprozesses wird „Generative Engineering“ genannt.


Funktionsweise von Generative Engineering?
Im Gegensatz zum konventionellen Ansatz der Produktentwicklung, der auf einem seriellen Prozess (Anforderungen definieren, Konzepte entwickeln, Konstruktion, Evaluierung mittels Simulation, etc.) basiert, werden beim Generative Engineering von Beginn an alle Anforderungen berücksichtigt und die Entwicklung auf Algorithmen und Simulationen gestützt. Die Software ELISE ermöglicht uns hierbei den gesamten Entwicklungsprozess einschließlich Lastenheft, Entwicklung und Konstruktion, Simulation und Optimierung sowie Auswertung in einen automatisierten, durchgehenden Workflow zu integrieren. Während die Software die Erstellung des Bauteils übernimmt, erstellen wir das Bauprinzip und haben damit die ideale Verknüpfung zur Anwendung der von uns entwickelten bio-inspirierten Leichtbaustrukturen und Konstruktionsprinzipien, die in Form von Algorithmen mathematisch beschrieben und auf verschiedenste Bauteile angewendet werden können.


Vorteile von Generative Engineering?
Der konventionelle technische Entwicklungsprozess zeigt einige Schwachpunkte: er läuft manuell, sequenziell und iterativ ab, umfasst unterschiedliche Personen und Bereiche (Design, Konstruktion/CAD, Simulation/FEM, Kosten, etc.) und ist dadurch geprägt von vielen Wiederholungs- und Warteschleifen. Zudem werden in jedem Entwicklungsschritt gegebenenfalls eigenständige Softwarelösungen genutzt. Neue Ergebnisse aus den einzelnen Entwicklungsschritten sowie Änderungen der Randbedingungen führen daher zu hohem Arbeitsaufwand, um vorrausgehende oder anschließende Entwicklungsschritt entsprechend anzupassen. Vor allem im Hinblick auf eine nicht-automatisierte Konstruktion und Simulation entsteht ein langwieriger, kostenintensiver und wenig geradliniger  Weg zum neuen Bauteil.
Durch den neuartigen Ansatz des Generative Engineerings können wir den Entwicklungsprozess deutlich effizienter gestaltet und viele Vorteile im Vergleich zum konventionellen Vorgehen nutzen. Der Aufbau eines Bauprinzips in Form einer DNA ermöglicht schnell und unkompliziert Anpassungen des Bauteils, der Randbedingungen oder der Entwicklungsziele. Dies ist von großer Bedeutung, da jederzeit Änderungen im Rahmen eines Entwicklungsprozesses möglich sind. Zudem können einzelnen Abschnitte oder die gesamte entwickelte DNA in die Entwicklung eines anderen Bauteils (unabhängig der Branche) einfließen und in die neue DNA integriert werden. So ermöglicht ein bereits bestehender Entwicklungsprozess für ein bestimmtes Bauteil häufig einen schnelleren Aufbau der DNA für ein anderes Bauteil.
Ein weiterer Vorteil des Generative Engineerings besteht darin, dass sich in kürzester Zeit eine Vielfalt an Konstruktionsvarianten erstellen lassen, wobei nicht nur zahlreiche gute und vorhersehbare Lösungsvorschläge, sondern auch neue, „unerwartete“ und vom Konstrukteur nicht bedachte Lösungen entstehen können. Im nächsten Schritt des integrierten Entwicklungsprozesses werden die unterschiedlichen Varianten simuliert und miteinander verglichen, sodass am Ende die beste Version des Bauteils vorliegt. Zusammenfassend gesagt wird der Entwicklungsprozess durch den Einsatz einer Algorithmen-basierten, automatisierten Bauteilerstellung enorm beschleunigt.

Mit Hilfe des Generative Engineerings und die Software ELISE sind wir in der Lage, komplexe und fortschrittliche bio-inspirierte Leichtbaustrukturen zu entwickeln und in das Bauteildesign sowie die Bauteiloptimierung einfließen zu lassen.