Quantum AI Services für Simulationen in der Fertigungsindustrie
Die Fertigung gehört zu den wichtigsten deutschen Wirtschaftszweigen und muss höchste Qualitätsansprüche erfüllen, um wettbewerbsfähig zu sein. Zur Vermeidung von Fertigungsfehlern werden Simulationen genutzt, die erhebliche Anforderungen an das Ingenieurswissen in der Modellierung und Ressourcen zur Simulationsberechnung stellen. Daher sind häufig KMUs mit dem Einsatz solcher Ansätze überfordert.
Zudem benötigen numerische und KI-basierte Simulationen umfangreiche Rechenressourcen und können oft nicht in angemessener Zeit realisiert werden.Im Projekt QUASIM wird untersucht, wie bestehende numerische und datengetriebene Simulationsmethoden durch Quantencomputing erweitert oder ersetzt werden können.
Am Beispiel von Laserschneiden und Fräsen wird gezeigt, wie Modelle aus Numerik und Maschinellem Lernen (ML) durch das Auslagern von Simulationen und Trainings in Quantum AI Services unterstützt werden.
Niedrigschwellige Quantum AI Services ermöglichen es Fertigungsunternehmen, die nur über beschränkte Expertise zu Simulationen verfügen, auf Methoden des Quantencomputing zuzugreifen.
Erste Ergebnisse zeigen, dass insbesondere die Kombination von ML und Quantencomputing, wie z.B. hybride Quantum Graph Neural Networks oder Quantum Physics-informed Neural Networks, zu hochauflösenderen Simulationen führen, die Fertigungsprozesse beschleunigen und Kosten durch Ausschuss reduzieren.
Das Projekt QUASIM wird vom 01.01.2022 – 31.12.2024 durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) im Rahmen des Programms „Quanten-Computing – Anwendungen für die Wirtschaft“ gefördert.
Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Maaß
Leiter Smart Service Engineering
Hannah Stein
Smart Service Engineering
Hannah.Stein@dfki.de
Tel.: +49 681 3026 4739