Künst­li­che Intel­li­genz im Thermomanagement

Künst­li­che Intel­li­genz (KI) revo­lu­tio­niert den Bereich der Wär­me­tech­nik und bie­tet neue Werk­zeu­ge und Tech­ni­ken zur Ver­bes­se­rung von Design, Ana­ly­se und Steue­rung ther­mi­scher Systeme.

Einer der wich­tigs­ten Berei­che, in denen KI einen bedeu­ten­den Ein­fluss hat, ist die Opti­mie­rung von ther­mi­schen Sys­te­men. Her­kömm­li­che Opti­mie­rungs­ver­fah­ren, wie z. B. der Gra­di­en­ten­ab­stieg, kön­nen bei der Anwen­dung auf kom­ple­xe ther­mi­sche Sys­te­me sehr zeit- und rechen­auf­wän­dig sein. KI-basier­te Opti­mie­rungs­al­go­rith­men, wie gene­ti­sche Algo­rith­men und neu­ro­na­le Net­ze, kön­nen schnel­le­re und genaue­re Lösun­gen lie­fern. Die­se Algo­rith­men kön­nen auch mit einer grö­ße­ren Anzahl von Ent­wurfs­va­ria­blen und Ein­schrän­kun­gen umge­hen, was eine umfas­sen­de­re Opti­mie­rung des Sys­tems ermöglicht.

Ein wei­te­rer Bereich, in dem KI einen Unter­schied macht, ist die Vor­her­sa­ge und Steue­rung von ther­mi­schen Sys­te­men. Her­kömm­li­che Rege­lungs­me­tho­den wie die PID-Rege­lung (Pro­por­tio­nal-Inte­gral-Dif­fe­ren­ti­al-Rege­lung) beru­hen auf mathe­ma­ti­schen Model­len, die für kom­ple­xe ther­mi­sche Sys­te­me nur schwer zu ent­wi­ckeln und zu pfle­gen sein kön­nen. KI-basier­te Steue­rungs­me­tho­den wie Fuz­zy-Logik und maschi­nel­les Ler­nen ermög­li­chen eine genaue­re und robus­te­re Steue­rung des Sys­tems, selbst bei Unsi­cher­hei­ten und Nichtlinearitäten.

Künst­li­che Intel­li­genz wird auch ein­ge­setzt, um die Genau­ig­keit von ther­mi­schen Simu­la­tio­nen zu ver­bes­sern. Her­kömm­li­che Simu­la­ti­ons­me­tho­den wie die Fini­te-Ele­men­te-Ana­ly­se (FEA) und die nume­ri­sche Strö­mungs­me­cha­nik (CFD) basie­ren auf mathe­ma­ti­schen Model­len, die rechen­in­ten­siv sein kön­nen und die kom­ple­xe Phy­sik rea­ler Sys­te­me mög­li­cher­wei­se nicht genau wie­der­ge­ben. KI-basier­te Simu­la­ti­ons­me­tho­den, wie z. B. Deep Lear­ning, kön­nen genaue­re Vor­her­sa­gen über die ther­mi­sche Leis­tung eines Sys­tems lie­fern, selbst bei kom­ple­xen Geo­me­trien und Randbedingungen.

Zusam­men­fas­send lässt sich sagen, dass die KI neue und leis­tungs­star­ke Werk­zeu­ge zur Ver­bes­se­rung der Kon­struk­ti­on, Ana­ly­se und Steue­rung ther­mi­scher Sys­te­me bereit­stellt. Die­se Werk­zeu­ge hel­fen Inge­nieu­ren dabei, die Leis­tung ther­mi­scher Sys­te­me zu opti­mie­ren, ihr Ver­hal­ten vor­her­zu­sa­gen und zu kon­trol­lie­ren und die Genau­ig­keit ther­mi­scher Simu­la­tio­nen zu verbessern.