50 KI in der Produktion Die nächste Stufe der KI-integrierten Produktion: Etablierte Prozesse verbessern, „unreife“ Prozesse schnell industrialisieren Von Dr. Olaf Sauer, Fraunhofer Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung (IOSB), Karlsruhe Viele Unternehmen sind begeistert von den Möglichkeiten Künstlicher Intelligenz (KI), tun sich jedoch schwer mit ihrem flächendeckenden Einsatz. Gestartete Initiativen bleiben (noch) zu oft im Stadium eines ‚Proof-of-Concept‘, statt in die breite Nutzung zu gehen. Für den effektiven Einsatz von KI in der produzierenden Industrie wird in Karlsruhe „KI-Engineering“ als Disziplin vorangetrieben, z.B. zur schnellen Optimierung von Fertigungsprozessen. Die neue Karlsruher Forschungsfabrik® ist dafür eine Produktions-, Entwicklungs- und Testumgebung. Mitarbeiter aus Unternehmen und Wissenschaftler der beteiligten Institute können hier kreativ und frei vom Tagesgeschäft zusammen mit KI-Experten Neues erdenken, entwickeln, prototypisch umsetzen und verbessern – bis hin zur Umsetzung im industriellen Maßstab auf den Versuchsflächen der Fabrikhallen. KI-basierte Prozessoptimierung Heute setzen Fer tigungsunternehmen Künstliche Intelligenz (KI) und Maschinelles Lernen (ML) ein, um unerwartetes Verhalten von Maschinen oder Komponenten in der Produktion vorausschauend zu erkennen und so Produktionsstillstände zu vermeiden. Manche entwickeln bereits Modelle zur Vorhersage der Qualität und nutzen sie, um Prozessparameter zur Laufzeit zu verbessern. Über die Optimierung bestehender Prozesse hinaus kann die KI aber auch dabei unterstützen, neue Fertigungsverfahren schnell zur industriellen Reife zu bringen. Angesichts der aktuell bestehenden Herausforderungen, z.B. Marktschwankungen oder einer immer höheren Zahl von Produktvarianten, können Ingenieure Produktionsprozesse kaum noch vorab vollständig ausspezifizieren. Früher haben sie diese Prozesse aufwändig entwickelt und daraus Anlagen abgeleitet, diese Anlagen ausgeplant, konfiguriert, zusammengebaut und in Betrieb genommen. Heute laufen diese Schritte teilweise parallel ab. Als „Unreife Prozesse“ bezeichnen wir Fertigungsprozesse, die noch nicht vollständig ausoptimiert sind, weil sie entweder neue Verfahren einsetzen, neue Werkstoffe verarbeiten oder komplexe Wechselwirkungen zwischen Eingangsmaterial, Prozesszustand und externen Einflussgrößen auftreten. Die Idee hinter der KI-basierten schnellen Reifmachung ist es, den Prozess schon in einem sehr frühen Stadium in einem industriellen Maßstab umzusetzen und Produkte zu fertigen. Eingangs höhere Ausschussraten werden in Kauf genommen, wenn dadurch schnell ausreichende Daten für die nachfolgende Prozessoptimierung entstehen. Mittels (Über-)Instrumentierung durch erweiterte Sensorik und Aktuatorik wird der Prozess zunächst für maschinelle Lernverfahren zugänglich gemacht. Ingenieure und Data Scientists beobachten die Produktion mit Hilfe der gelernten Modelle und entwickeln gemeinsam datengetrieben Karlsruher Forschungsfabrik® Bild: © Daniel Vieser, Architekturfotografie, Hildesheim/Karlsruhe Informatik in der Fabrik Die Welten wachsen zusammen. Ein Überblick von Olaf Sauer und Thomas Usländer EPUB 978-3-932298-96-7 PDF 978-3-932298-95-0 Weitere Infos zum eBook https://t1p.de/adocv Video: Autoren-Live-Talk zum eBook https://t1p.de/8n0qx
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