Automatisierung der Fertigung: Die Vorteile von KI

Die Fertigungsindustrie hat sich in den letzten Jahren grundlegend verändert. Dieser Wandel wird auch oft als die vierte industrielle Revolution oder Industrie 4.0 bezeichnet. Die neue Technologiewelle zeichnet sich durch die Integration digitaler Technologien aus, darunter digitale Zwillinge, IoT und künstliche Intelligenz (KI), die eine führende Rolle spielen. In den letzten zehn Jahren hat sich KI als treibende Kraft in zahlreichen Sektoren etabliert, und die industrielle Fertigung hat sich als führend in der Anwendung von KI erwiesen. Durch den Wechsel von traditionellen Praktiken zu KI-unterstützten Prozessen verbessern Fertigungsunternehmen die Effizienz und setzen neue Sicherheitsstandards. Eine kürzlich veröffentlichte Studie zeigte, dass 52 % der Fertigungsunternehmen im nächsten Jahr generative KI einsetzen werden. Dieser Blog untersucht die vielen Vorteile von KI in der Fertigung.

KI in der Fertigung

Das Ziel der Fertigung ist es, konsistente, qualitativ hochwertige Produkte zu den niedrigsten Kosten und in der schnellsten Geschwindigkeit zu produzieren. KI erleichtert dies, indem sie große Datenmengen interpretiert, die in maschinellen Lernalgorithmen verwendet werden können, um Abläufe zu optimieren. Die Hauptanwendungen von KI in der Fertigung umfassen präventive Wartung, Qualitätskontrolle, Optimierung der Lieferkette, robotergestützte Automatisierung und Arbeitssicherheit.

Vorteile von KI

Die Fertigungsindustrie steht vor mehreren bedeutenden Herausforderungen, die im Folgenden genauer erläutert werden. KI ist zentral für die Bewältigung dieser Herausforderungen auf folgende Weise:

Fachkräftemangel bekämpfen

Die Umgestaltung einer “normalen” Fabrik zu einer digitalen Fertigungsstätte in welcher KI, digitale Zwillinge oder auch automatisierte Dashboards genutzt werden, verändert auch die Arbeit aller Mitarbeitenden in diesen Bereichen. Anstatt manuelle Aufgaben zu übernehmen, werden Mitarbeitende umgeschult und verwalten nun komplexere und kreativere Aufgabenbereiche. Neben neuen Planungs- und Analysefunktionen, ist auch die Programmierung von industriellen Robotern für eine Vielzahl an Fachkräften möglich geworden. Dank low-code und no-code Tools wurde die Robotik hier zugänglich gemacht. Arbeiter, deren Expertise in der Durchführung manueller Aufgaben, wie z.B. des Schweißens, lag, können nun dieses Wissen auf den Roboter übertragen und diesen selbst bedienen und anlernen – quasi ein Wissenstransfer zwischen Menschen und Roboter. Auf diese Weise kann eine Person mehrere Roboter in seinem Wissensfeld anlernen und somit den Fachkräftemangel am Markt mit Robotern kompensieren. Darüber hinaus können KI-gesteuerte Roboter Aufgaben übernehmen, die für Menschen zu gefährlich sind, wie den Umgang mit giftigen Substanzen oder das Arbeiten unter extremen Bedingungen, wodurch eine sicherere Fertigungsumgebung geschaffen wird.

Produktionseffizienz und Qualitätskontrolle

Wie bereits erwähnt, zielt die Fertigung darauf ab, ein qualitativ hochwertiges Produkt in der schnellstmöglichen Zeit und zu den niedrigsten Kosten zu produzieren. Daten, die in maschinelle Lernalgorithmen eingespeist werden, können Maschinenfehler vorhersagen, Wartungsarbeiten planen und Abläufe für maximale Effizienz anpassen. Proaktives Management minimiert Ausfallzeiten in der Fertigung und maximiert gleichzeitig den Produktausstoß.

Mit zunehmender Produktionsaktivität besteht auch ein Bedarf an genaueren Qualitätskontrollen. Durch die Integration von Sensoren und Kameras können Roboter die Qualitätskontrolle vornehmen. Fortschrittliche Bilderkennungstechnologien, die von KI unterstützt werden, untersuchen Komponenten mit einem Detailgrad, der weit über die menschlichen Fähigkeiten hinausgeht. Dies erhöht die Qualität der Produkte und gewährleistet eine Einheitlichkeit über große Produktionsmengen hinweg.

Umgebungsanpassungen und Flexibilität

Durch KI Algorithmen, die sich automatisch neuen Umgebungen anpassen, ist es inzwischen auch möglich während der Fertigung problemlos zwischen Produkten zu wechseln. Diese Anpassungsfähigkeit entspricht der wachsenden Nachfrage der Verbraucher nach einzigartigen Produkten und bewahrt gleichzeitig die Geschwindigkeit und Kosteneffizienz der Massenproduktion.

KI ermöglicht auch eine dynamische Produktionsplanung durch die Analyse von Markttrends, Kundentrends und Bedarfsprognosen in Echtzeit, wodurch Hersteller ihre Produktionspläne und Lagerbestände proaktiv anpassen können.

Vorausschauende Wartung

Ein proaktiver Wartungsansatz kann erhebliche Kosteneinsparungen mit sich bringen. Das McKinsey Global Institute berichtet, dass die Implementierung der KI-basierten Wartung in der gesamten Fertigung zu Kosteneinsparungen von 240 bis 627 Milliarden US-Dollar führen wird.

Vorausschauende Wartung nutzt einen Echtzeit-, datengesteuerten Ansatz, der Daten sammelt und analysiert, um vorherzusagen, wann eine Maschine wahrscheinlich ausfallen wird. Die Fähigkeit der KI, riesige Datenmengen zu verarbeiten, gibt dem Unternehmen einen Vorteil bei der Identifizierung von Unregelmäßigkeiten, um Ausfälle zu verhindern.

Ein großartiges Beispiel für die Visualisierung der KI-gestützten Wartung ist die Technologie der digitalen Zwillinge. Dieser Begriff bezieht sich auf eine virtuelle Nachbildung eines physischen Roboters, der in einer simulierten Umgebung existiert. Der digitale Zwilling sammelt Echtzeitdaten von seinem physischen Gegenstück, um das Verhalten des Roboters in einer digitalen Umgebung zu imitieren und vorherzusagen. Durch die Verbindung des digitalen Zwillings mit Sensordaten des physischen Roboters kann KI die Daten analysieren, Unregelmäßigkeiten erkennen und potenzielle Probleme vorhersagen.

Fazit

Die Zukunft der Fertigung ist unbestreitbar mit den Fortschritten der KI-Technologie verbunden. Die digitale Fertigung ist stark auf die Sammlung und Interpretation großer Datenmengen angewiesen. Eine der größten Hürden bei der Implementierung von KI besteht darin, zu wissen, ob in welchem Maße Daten benötigt werden und auf welche Gebiete sich die Datenerfassungsbemühungen konzentrieren sollten. Auch die Datenextraktion aus älteren Maschinen stellt Herausforderungen dar.

Das Feld der KI entwickelt sich in einer rasanten Geschwindigkeit immer weiter und birgt ein immenses Potential. Egal, ob du gerade erst deine Reise in die KI beginnst oder deine bestehenden Praktiken vertiefen möchtest, die Möglichkeiten dieser Technologie waren noch nie so zugänglich. Wenn du mehr darüber erfahren möchtest, wie Wandelbots KI oder digitale Zwillinge einsetzt, kontaktiere uns gern.