KI-Vormarsch So optimieren neuronale Netze die Digitalisierung in der Industrie

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Künstliche Intelligenz elektrisiert die industrielle Produktion, wie der VDW mit Blick auf die Messe Nortec in Hamburg feststellt. Jetzt soll die nächste Stufe zünden ...

Automation und Digitalisierung haben in der modernen Fabrik einen festen Platz, wie viele wissen. Mit künstlicher Intelligenz (KI) will die produzierende Industrie jetzt den nächsten Meilenstein in Angriff nehmen. Doch wie sieht die Fertigung der Zukunft eigentlich aus? Welche Effizienzgewinne sind zu erwarten? Und was bedeutet der Einzug von KI in die Produktionsstätten für die Fachkräfte? Die Nortec in Hamburg liefert dazu vom 23. bis 26. Januar 2024 die passenden Antworten, so der VDW.

Künstliche Intelligenz ist etwa bei der Überwachung und Steuerung von Maschinen nicht mehr wegzudenken, wie es weiter heißt. Und der Einsatz von neuronalen Netzen sei inzwischen auch in hochspezialisierten Werkzeugmaschinen selbstverständlich. „Künstliche Intelligenz wird zur Überwachung von Maschinen häufig in Form neuronaler Netze eingesetzt. Diese werden mit großen Datenmengen aus verschiedenen Sensoren trainiert, um Signalverläufe zu prognostizieren“, kommentiert Prof. Berend Denkena, Leiter des Instituts für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW), das Funktionsprinzip. Wenn es etwa zu einer Abweichung zwischen dem prognostizierten und tatsächlich gemessenen Signalverlauf komme, werde das Fachpersonal informiert und die Maschine eben angehalten, bevor es zum Schlimmsten komme.

Maschinen einfacher bedienen und warten

Die Möglichkeiten der KI entwickeln sich laut VDW rapide. Deshalb seien Fachleute in der Industrie mit zahlreichen neuen Trends konfrontiert. Zu den Innovationen, die besonderes Augenmerk verdienen, gehört laut Denkena die Entwicklung von KI-Assistenzsystemen, die auf großen Sprachmodellen basieren. Letztere modellieren dann die Abfolge von Elementen in einer Sequenz. Beispielsweise im Bereich der Software-Entwicklung setzen sich KI-Assistenten, zu denen etwa der Github-Copilot zählt, deshalb bereits durch. Das auf der Cloud basierende Tool, das übrigens von der Microsoft-Tochter Github und dem KI-Spezialisten „OpenAI“ entwickelt wurde, unterstützt Fachkräfte beim Programmieren durch automatische Vervollständigung von Codes. „Auch für die Produktion bieten KI-Assistenten großes Potenzial, um etwa die aktuell sehr komplexe Maschinenbedienung zu vereinfachen“, merkt der Wissenschaftler an.

Auch bei der vorausschauenden Wartung von Maschinen (Predictive Maintenance) habe sich die KI in der Industrie bereits etabliert. Denn mithilfe von Sensoren und neuronalen Netzen lässt sich damit erkennen, ob sich bei einer Maschine ein Defekt andeutet und eine Wartung durchgeführt werden sollte. Um dieses forschungsintensive Feld abzudecken, arbeiten Produktionstechnikhersteller außerdem häufig mit Forschern und Start-ups zusammen, die in der akademischen Forschung wurzeln.

Die Daten sind das A und O des KI-Einsatzes

Das Hamburger Start-up AI-Omatic Solutions GmbH beispielsweise hat sich auf die vorausschauende Wartung spezialisiert. Lena Weirauch, CEO und Mitgründerin, erklärt: „KI ermöglicht es, Informationen zu verstehen, Muster zu erkennen, um Probleme zu lösen und die passenden Entscheidungen zu treffen. Eine sehr große Rolle spielen also die Daten, die verwendet werden, damit eine KI trainiert werden kann.“

In der Produktionstechnik funktioniere das besonders gut, weil es eine umfangreiche Datengrundlage gebe. Die vorausschauende Wartung sei auch deshalb ein beliebtes Thema, weil viele Maschinen bereits mit einer Vielzahl an Sensoren ausgestattet sind, die Daten generieren und dann ausgewertet werden können.

Zu den Verfahren mit KI, die es bereits von der Forschung in die industrielle Praxis geschafft haben, zählt Weirauch auch Bilderkennungstechnologien, die zur Qualitätsprüfung in der Fertigung oder für die autonome Navigation von Robotern und Drohnen eingesetzt werden. Auch Industrieroboter und Cobots (kollaborative Roboter) würden mit fortgeschrittenen KI-Algorithmen ausgestattet, um Aufgaben in der Fertigung, Logistik und in der Lagerverwaltung auszuführen. Schauen wir uns auf der nächsten Seite an, was da möglich ist.

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