KI in der Industrie: Da geht noch was

Der Industriekonzern Bosch setzt KI in der Produktion ein. Anhand von Fotos lernt die KI, fehlerhafte Schweißarbeiten zu erkennen. So lassen sich Probleme in der Produktion früh identifizieren, der Ausschuss reduzieren, die Qualitätskontrolle verbessern und die Kosten reduzieren. Seit OpenAI im vergangenen Jahr den Chatbot ChatGPT auf den Markt brachte, ist das Interesse rund um generative KI-Systeme gestiegen, die Texte, Bilder und Musik erzeugen können. Bisher wird sie in der Industrie kaum genutzt.

Bosch will sich hier als Vorreiter positionieren. „Als produzierendes Unternehmen, etablierter Fabrikausrüster und Taktgeber der Industrie 4.0 will Bosch eine führende Rolle bei der Entwicklung und Anwendung industrieller KI spielen“, sagt Stefan Hartung, Vorsitzender der Geschäftsführung der Robert Bosch GmbH. Das Unternehmen will die neue Fehlererkennung per KI in allen Werken anwenden und einen dreistelligen Millionenbetrag sparen.

„Schon heute nutzt nahezu jedes zweite Bosch-Werk KI in der Produktion. Mithilfe von generativer KI verbessern wir nicht nur bestehende KI-Lösungen, wir schaffen so auch Grundlagen für eine optimale Durchdringung dieser Zukunftstechnologie in unserem weltweiten Fertigungsverbund“, sagt Hartung. So ließen sich durch den Einsatz Künstlicher Intelligenz die Produktivität steigern und Kosten von mehreren Hunderttausend Euro bis hin zu niedrigen einstelligen Millionenbeträgen pro Jahr und Anlage einsparen, betont Hartung: „KI hat ein hohes Innovationspotenzial und kann menschliche Arbeit noch produktiver machen.“

KI bietet auch Möglichkeiten beim Design von Produkten. Diesen Ansatz verfolgt der Automobilhersteller Audi. Dort setzt das Designteam bereits

die intern entwickelte KI „FelGAN“ ein. Dabei steht GAN für „Generative Adversarial Networks“, also für generierende gegnerische Netzwerke. Hier kommunizieren zwei Algorithmen miteinander. Aufgabe des einen ist es, neue Felgendesigns zu entwickeln. Der zweite vergleicht diese mit bisherigen Designs und kommuniziert an den ersten zurück, ob er sie für KI-erzeugt hält. Dieser Prozess geht so lange, bis sich die Entwürfe nicht mehr von menschengemachten Designs unterscheiden lassen. Laut Audi dient die Software vor allem als Quelle der Inspiration. Die Designer können selbst entscheiden, ob sie die von der KI erzeugten Vorschläge auch tatsächlich umsetzen. Einzelne Felgen in der Entwicklung seien bereits mit der Software entstanden. Audi will die Technologie auch in anderen Designbereichen einsetzen, auch um aus einem zweidimensionalen Bild ein dreidimensionales Modell zu erzeugen.

Der Autozulieferer Schaeffler nutzt als eines der ersten Unternehmen den Industrial Copilot, den Siemens gemeinsam mit Microsoft entwickelt hat. Er soll die Zusammenarbeit zwischen Menschen und Maschinen zu verbessern. Auf der Messe Smart Production Solutions (SPS) in Nürnberg präsentierte Schaeffler im November eine mit dem Copiloten ausgestattete Maschine. Mit dem Einsatz des Copiloten lässt sich die Maschine leichter steuern: Es reicht aus, der Maschine neue Funktionen zu diktieren. Die KI generiert daraus eine Software. Das Assistenzsystem hilft zudem bei der Fehlersuche und schlägt gleichzeitig Lösungen vor. Der Industrial Copilot hat Zugriff auf alle relevanten Dokumentationen, Richtlinien und Handbücher, um Mitarbeiter bei der Identifizierung möglicher Fehler zu unterstützen. Damit können Wartungsteams Fehler erkennen und schneller beheben. „Die digitale Transformation hat für Schaeffler höchste Priorität und spielt eine Schlüsselrolle in unserer Unternehmensstrategie“, sagt Klaus Rosenfeld, Vorstandsvorsitzender der Schaeffler AG. „Generative KI-Lösungen wie der Industrial Copilot werden diesen Weg beschleunigen und unsere Mitarbeiter bei ihren Aufgaben unterstützen. Wir arbeiten mit Siemens zusammen, weil wir beide Technologieunternehmen sind und die gleiche Vision teilen: unsere Arbeitsweise zu transformieren.“

Das Unternehmen Schwäbische Werkzeugmaschinen mit Sitz in Schramberg setzt KI in vielen Bereichen ein. Bereits seit 20 Jahren sammeln Experten Maschinendaten, die sie auswerten. Die Firma bietet zudem eine breite Palette an digitalen Dienstleistungen für Kunden. Zum Einsatz kommt auch Causal AI. Damit lässt sich eine komplette Anlage überwachen, die sich aus unterschiedlichen Maschinen zusammensetzt. Dazu kooperiert Schwäbische Werkzeugmaschinen mit einem Partner, der Analysemodelle für den Gesundheitssektor entwickelt hat. In der industriellen Anwendung geht es aber nicht um einen Patienten, sondern um komplette Anlagen. Die KI beobachtet eine Fertigungslinie, die sich aus 15 bis 20 Maschinen zusammensetzt. Oft ist nicht klar, wo genau die Quelle für einen Fehler ist. Das ändert sich mit Causal AI. Sie wertet große Datenmenge aus und versucht auf dieser Basis, Ursache und Wirkung zu ermitteln. So lässt sich mithilfe der KI die Ursache einer Störung schneller bestimmen und beheben. Anwender wiederum können sich darauf konzentrieren, ihre Anlage zu verbessern und den Ausschuss zu reduzieren. Bereits in einem ersten Pilotprojekt konnte Schwäbische Werkzeugmaschinen die Fehlerquote von mehr als zehn Prozent auf unter zwei Prozent senken.

Auch im Bereich der Lasertechnik lässt sich KI einsetzen. So steuert der Maschinenbauer Trumpf mit Sitz im schwäbischen Ditzingen Maschinen über Sprachbefehle. Ähnlich wie bei einem Smartphone. Der Bediener einer mit einer KI ausgestatteten Laseranlage kann einen Steuerungsbefehl wie zum Beispiel „Türe öffnen“ in ein Mikrofon sprechen, den die Maschine sofort umsetzt. „KI ist die nächste Stufe der Automatisierung und eine Schlüsseltechnologie für die vernetzte Industrie. KI macht die Produktion mit unseren Lasern in Zukunft noch effizienter, einfacher und anpassungsfähiger“, sagt Christian Schmitz, der für Lasertechnik zuständige Geschäftsführer bei Trumpf. Dank der Sprachsteuerung ist die Maschine auch für unerfahrene Nutzer leicht zu bedienen. Die Befehlseingabe über die Benutzeroberfläche der Bediensoftware mit mehrstufigen Menüstrukturen entfällt. Das spart Zeit und Kosten. Zudem kann der Bediener der Anlage während des Sprachbefehls parallel das nächste Bauteil vorbereiten. Die Experten von Trumpf wollen die Bedienung von Maschinen noch weiter vereinfachen. In Zukunft soll die Anlage dank Sensorik und Bilderkennung selbst erkennen, welches Bauteil vorliegt und das passende Programm selbst wählen.

Was Trumpf mit KI erreichen will, formuliert Schmitz so: „Wir wollen künftig mit KI das Gesamtsystem Laser, Optik, Sensorik und Software auf ein neues Leistungsniveau heben. Wir treiben deshalb die Entwicklung weiterer KI-Lösungen voran, die Laserprozesse in der Industrie noch leistungsstärker und wirtschaftlicher machen sollen.“