Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC
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Effiziente Materialsubstitution mit »Substitute Expert«

Mit dem neu entwickelten Datentool »Substitute Expert« können mithilfe Künstlicher Intelligenz in kurzer Zeit umfangreiche Datensätze zu Materialbestandteilen ausgewertet werden – nicht nur im Hinblick auf Anforderungen aus Verordnungen und Regulatorik, sondern auch zur systematischen Generierung von Vorschlägen für mögliche Substitute und Substitutionslösungen.

Am Beispiel einer aktuellen Fragestellung zur PFAS-Substitution erhalten Sie einen Einblick in die Funktionalitäten des neuen agentic AI-Tools. »Substitute Expert« lässt sich darüber hinaus flexibel auf weitere Materialien und Chemikalien anpassen. Im aktuellen Entwicklungszustand kann das Tool einen Experten nicht ersetzen, aber die eigenen Ressourcen effizienter nutzbar machen. Wir zeigen Ausschnitte eines beispielhaften Workflows.

»Ist mein Produkt vom möglichen PFAS-Verbot (REACH-Verordnung) betroffen und welche Substitutionslösungen gibt es dafür?«

Analyse

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Materialsubstitution Analyse
© Fraunhofer ISC

Auf Basis eines Datenblatts oder einer Stückliste (z. B. PDF) und ergänzender Beschreibungen im Chat kann das Tool prüfen, ob die REACH-Verordnung für Ihre Produkte relevant ist und welche Zulieferteile davon betroffen sind. Dazu werden unter anderem folgende Analysen durchgeführt:

  • Produktanalyse
    Erfassung der Produktteile bzw. Baugruppen, in denen PFAS enthalten ist.
  • Funktionsanalyse
    Ermittlung der Gründe für den Einsatz von PFAS und Ableitung der entscheidenden Material- und Funktionsanforderungen.
  • Substitutanalyse
    Identifikation und Auflistung geeigneter Substitutionsmaterialien auf Basis von Datenbanken in Kombination mit automatisierten Online-Recherchen.

Übersicht

Materialsubstitution Überblick
© Fraunhofer ISC

Die Ergebnisse der verschiedenen Analyseanfragen werden übersichtlich dargestellt. Das Tool zeigt:

  1. Eine Tabelle mit Bauteilen, die PFAS enthalten
  2. Die zugehörigen Funktionen dieser PFAS-haltigen Bauteile

Über verschiedene Einstellmöglichkeiten bearbeitet der Chatbot die gestellten Aufgaben auf Basis verifizierter Informationen (Datenbank- und Onlinesuche). Spezielle Tools und Modi tragen dazu bei, Halluzinationen zu minimieren und die Ergebnisqualität zu erhöhen.

Empfehlung

Materialsubstitution Vergleich
© Fraunhofer ISC

Die ermittelten Materialien und deren Eigenschaften lassen sich anhand funktionsspezifischer Merkmale vergleichen. Es stehen verschiedene visuelle Darstellungen bereit, die direkt vom Chatbot parametriert werden können. User haben die Möglichkeit, diese Parameter einfach anzupassen. Ebenso lassen sich die verfügbaren Tools individuell konfigurieren, beispielsweise kann die Onlinesuche ein- oder ausgeschaltet werden.

Als Ergebnis der Substitutanalyse erhält man einen kompakten Einblick in

  1. verfügbare mögliche Substitutions-Materialien und
  2. aktuelle Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten zur PFAS-Substitution für Ihren spezifischen Anwendungsfall.

Die gewonnenen Informationen bilden eine effiziente Unterstützung für die gezielte Substitution sowie für die Entwicklung eines Materialsubstituts (aktuell mit Fokus auf PFAS).