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30 März 2020

Intelligent in die Zukunft.

Die Industrie durchlebt eine Transformation: Roboter und künstliche Intelligenz verändern die Art und Weise, wie Produktion und Logistik vonstatten gehen – und die grössten Veränderungen stehen erst noch bevor.

Im Zusammenhang mit der Industrie 4.0 tauchen immer wieder Worte wie «künstliche Intelligenz», «maschinelles Lernen» sowie «Deep Learning» auf. Was bedeuten diese Begriffe und wie beeinflussen sie die Industrie von morgen?

KI, maschinelles Lernen und Deep Learning

Das Ziel von künstlicher Intelligenz (KI) ist es, Aspekte des menschlichen Denkens auf den Computer zu übertragen und diesem so eine Problemlösekompetenz zu verschaffen. Lange Zeit stagnierend, machte sie um 2010, den höheren Rechenkapazitäten der heutigen Rechner, optimierten Algorithmen aber auch grösseren Datenmengen sei Dank, die ersten grösseren Fortschritte in diesem Bereich.

Das maschinelle Lernen ist eine Unterkategorie der KI und meint die künstliche Generierung von Wissen aus Erfahrung. In aller Kürze bedeutet dies, dass eine Maschine Muster und Gesetzmässigkeiten in Lerndaten erkennt und diese auf andere, unbekannte Aufgaben verallgemeinern kann. Scheitert die Maschine, lernt sie daraus.

Momentan die erfolgreichste und populärste Methode des maschinellen Lernens ist das Deep Learning. Die Idee dahinter beruht auf der Nachahmung der Funktionsweise des menschlichen Gehirns durch künstliche neuronale Netzwerke. Dabei durchwandert ein zugefügter Input wie etwa ein Bild verschiedene Schichten und wird so immer weiter verarbeitet und abstrahiert. Die einzelnen Schichten kommunizieren ständig miteinander. Dabei kappen sie Verbindungen, die sich im Zuge der Verarbeitung als fehlerhaft herausgestellt haben bzw. stärken solche, die sinnvoll sind. Dadurch lernt ein System, selbstständig Probleme zu lösen.

Eine zögerliche Entwicklung

Unternehmen machen bereits heute Gebrauch von künstlicher Intelligenz. Der Fokus liegt derzeit auf der robotergesteuerten Prozessautomatisierung, d.h. in der Automatisierung von softwaregestützten Benutzeraktivitäten wie etwa im Kundenservice und in der Buchhaltung. Ein Beispiel hierfür ist der automatische Versand computergenerierter E-Mails.

Beim verarbeitenden Gewerbe und in der Automobilindustrie ist das Thema KI omnipräsent. Neben digitalen Assistenten ist besonders das «Affective Computing» von Bedeutung. Dieses verbindet Erkenntnisse der Psychologie, Kognitionswissenschaft und Informatik und ermöglicht es zudem, mittels Sensorik und Daten Gefühlszustände von Personen zu analysieren.

Bei einer Umfrage von «Accenture» gaben rund 98 Prozent der 500 befragten Industrieunternehmen an, sich auf die ein oder andere Weise mit KI zu beschäftigen. Eine tatsächliche Entwicklung in diese Richtung konnte jedoch nur eine Minderheit vorweisen. Dies zeigt, dass das dahinterliegende Potential zwar erkannt wurde, es jedoch noch einiges zu tun gibt.

Fertigungszellen stellen die Waren her und transportieren diese je nach Auslastung mit fahrerlosen Transportfahrzeugen von einer Zelle in eine andere.

Das Potential von KI liegt in der Zukunft

Die bevorstehenden Veränderungen in der industriellen Produktion lassen sich unter der Bezeichnung «Smart Factory» zusammenfassen. Darunter versteht man eine Fabrik, in welcher sich die Fertigungsanlagen und Logistiksysteme ohne menschliche Eingriffe weitgehend selbst organisieren. Ein wichtiger Schritt in der Industrie 4.0 ist die Entkoppelung von Produktion und Logistik. «Es kommt zukünftig nicht mehr darauf an, was man produziert, sondern wie», kommentiert Daniel Fritz, Messeleiter der Industriefachmesse INDUSTRIALIS. Roboter sind in der Lage, autonom auf andere Werkzeuge zu wechseln, um ein anderes Produkt herzustellen. Fertigungszellen stellen die Waren her und transportieren diese je nach Auslastung mit fahrerlosen Transportfahrzeugen von einer Zelle in eine andere. Zusätzliche Zellen kann man in den Prozess einbinden oder ausgliedern. Dieses Konzept der hochflexiblen Matrixproduktion wird durch ein Softwarepaket ermöglicht, das auf KI-Techniken basiert und die gesamte Planung übernimmt. Der Anwender kann in Echtzeit auf die Produktionsdaten zugreifen und Optimierungspotentiale erkennen. 

Eine weitere intelligente Lösung nennt sich «smart manufacturing». Darunter versteht man das Verbinden von Maschinen mit dem Internet, um den Produktionsprozess zu überwachen. Das Ziel davon ist es, die Automatisierung von Fertigungsprozessen voranzutreiben und mithilfe von Datenanalysen die Produkteleistung zu steigern. Konkret heisst das, dass mit Sensoren bestückten Maschinen, die Daten über deren Status und Leistung sammeln, in der Lage sind, Fehlerquellen schnell zu beheben und den Produktionsfluss zu optimieren.

Eine andere Entwicklung betrifft die  Massenindividualisierung. Massgeschneiderte Produkte kann man zukünftig auf Abruf maschinell abfertigen. Bei dieser sogenannten «Click2Make»-Technologie reicht ein Unternehmen ein Design für ein spezielles Produkt in ein dafür programmiertes System ein. Dieser Antrag zirkuliert anschliessend unter den Herstellern, die die dafür erforderliche Infrastruktur aufweisen und die nötigen Ressourcen bereitstellen können. Dadurch werde es möglich, dem in Zukunft steigenden Personalisierungsgrad gerecht zu werden, erklärt Fritz.

INDUSTRIALIS – DAS Schweizer B2B-Format der Zukunft! .

Alles zu diesem Thema und weitere Trends und Innovationen aus der hiesigen MEM-Branche findet man an der neuen Schweizer Fachmesse INDUSTRIALIS. Auf dem BERNEXPO-Gelände treffen sich vom 11.-14. Dezember technische Einkäufer, Konstrukteure und Entscheidungs-träger aus dem In- und Ausland – der perfekte Rahmen für Kontaktpflege und High-Quality-Networking. Besonderen Wert legt die Produktions- und Zuliefermesse auf die digitale Transformation im Zeitalter der Industrie 4.0.

Diverse Sonderschauen, Themenparks sowie Fachforen zu jeweils aktuellen Schlüsselthemen runden das vielfältige Angebot ab. Geleitet wird das Ganze von Sasa Tanasic und Daniel Fritz, welche zusammen auf langjährige Erfahrung in der Industrie und mit Messen zurückblicken können. Ab 2020 wird INDUSTRIALIS jeweils im November stattfinden.

Weitere Informationen unter: www.industrialis.ch

Text: Sven Hoti

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