Künstliche Intelligenz: Neue Potenziale für die Industrie erschließen

November 2018 | Wirtschaftswoche | Economy 4.0

Künstliche Intelligenz: Neue Potenziale für die Industrie erschließen

Transporter finden selbstständig ihren Weg durch Fabrikhallen, Anlagen optimieren im laufenden Betrieb ihren Energieverbrauch und Maschinen nehmen während der Fertigung bereits Qualitätskontrollen vor und reduzieren so den Prüfaufwand:

Siemens AG / Unternehmensbeitrag

Das Potenzial der künstlichen Intelligenz für die industrielle Produktion ist enorm. Das ist wichtig, um die Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen in der Prozess-und Fertigungsindustrie zu sichern.

 

Die digitale Transformation der Industrie eröffnet neue Möglichkeiten, um auf wandelnde Marktanforderungen zu reagieren – und zwar für Unternehmen jeder Größe und Branche. Besonders die Nachfrage nach individualisierten Produkten wächst dabei stetig. Dieser Trend lässt sich nur mit Hilfe digitaler Lösungen umsetzen. Schon heute ist das virtuelle Design und die Simulation von Produkten, Fertigungsmodulen und ganzen Produktionsanlagen nicht mehr aus der produzierenden Industrie wegzudenken. Zusammen mit digitalen Daten aus dem Einsatz der Produkte und Fertigungslinien entsteht so ein digitales Abbild der realen Welt über die gesamte Wertschöpfungskette. Mit diesem „digitalen Zwilling“ lassen sich die Abläufe in der produzierenden Industrie flexibler und effizienter gestalten. Unternehmen können so Produkte in kleiner Stückzahl bis hin zu Losgröße 1 schneller, in hoher Qualität und zu einem attraktiven Preis herstellen. Die technischen Voraussetzungen für diese Industrie 4.0 sind bereits geschaffen, beispielsweise mit dem Digital-Enterprise-Portfolio von Siemens. Die Einsatzmöglichkeiten reichen von Consumer-Produkten bis hin zu Großanlagen. Mit der zunehmenden Digitalisierung und der Vernetzung im Internet der Dinge (Internet of Things/IoT) steigt die Menge an verfügbaren Daten, die als Input für Anwendungen von künstlicher Intelligenz genutzt werden können. Daran wird bereits heute in vielen verschiedenen Bereichen gearbeitet, unter anderem bei autonomen Systemen für die Industrie 4.0.


Dabei ist das Thema „künstliche Intelligenz“ gar nicht so neu. Forschungen auf diesem Gebiet gibt es schon seit über 30 Jahren. So hat Siemens bereits in den 1990er-Jahren neuronale Netzwerke in Stahlwerken installiert. Doch seither ist viel passiert: Die Rechenleistung hat sich vervielfacht, die Algorithmen sind deutlich besser geworden und die Hardware in unseren Fabrikhallen ist leistungsfähiger. Zudem hat sich die Datenübertragung deutlich beschleunigt.


Dieser rasante technologische Fortschritt birgt ein enormes Potenzial, das sich nur im Internet der Dinge voll ausschöpfen lässt. Um dieses Potenzial zu nutzen, brauchen wir zuallererst leistungsstarke IoT-Plattformen, wie sie etwa Siemens mit dem offenen, cloudbasierten IoT-Betriebssystem MindSphere bietet. Anwender können darauf nicht nur Daten sammeln und sichten, zum Beispiel von einer Maschinenflotte. Sondern sie erhalten von den Algorithmen auch Handlungsempfehlungen, etwa wie man die Maschinen effizienter einsetzen kann. Oder nehmen wir eine Werkzeugmaschine, die Werkstücke fräst: Mithilfe eines digitalen Abbilds der Maschine und des Fertigungsprozesses kann künstliche Intelligenz in Zukunft erkennen, ob das gerade gefertigte Werkstück den Qualitätsvorgaben entspricht. Und sie kann selbständig entscheiden, welche Produktionsparameter man anpassen muss, damit das in der laufenden Produktion auch so bleibt. All das hilft, die Produktion noch zuverlässiger und effizienter zu machen – und damit wettbewerbsfähiger. Künstliche Intelligenz ist aber nicht nur auf Anwendungen in der Fertigungsindustrie beschränkt. Auch in der Energie-, Gebäude- oder Verkehrstechnik wird uns diese Technologie in naher Zukunft auf vielen Gebieten begegnen, etwa beim autonomen Fahren oder beim Einsatz lernender Systeme für eine effizientere, schadstoffärmere Energieerzeugung.

Dabei ist eines wichtig: Solche Zukunftstechnologien erfordern immer auch neue Wege bei Forschung und Entwicklung. Sie können nur dann erfolgreich umgesetzt werden, wenn Unternehmen aller Größen und Branchen offen und auf Augenhöhe zusammenarbeiten. Mehr noch: Bei diesem komplexen Thema braucht es die Kompetenzen verschiedenster Akteure – aus der Wirtschaft, der Wissenschaft und der Politik. Deutschlands Stärke liegt dabei in der Kombination von digitalem und industriellem Know-how. Dieses tiefe, über Jahrzehnte aufgebaute Wissen über industrielle Anforderungen ist für den Einsatz von digitalen Lösungen und von künstlicher Intelligenz in industriellen Anwendungen unerlässlich.

Dabei geht es nicht darum, dass große Konzerne bei dieser Entwicklung alleine voranschreiten, sondern auch kleine und mittlere Unternehmen müssen diesen Weg mitgehen. Denn sie sind oft hoch innovativ. Darüber hinaus braucht es die richtigen regulatorischen Impulse aus der Politik – und zwar abgestimmt über Ländergrenzen hinweg. Vier Bereiche sind hier besonders entscheidend:

Erstens: Gefragt ist ein Ökosystem, in dem Innovationen wachsen können – durch Förderung anwendungsnaher Forschung und Investitionen. Denn nur so gelingt es, aus Zukunftstechnologien schnell anwendbare Produkte zu machen.

Zweitens: Eine flächendeckende IT-Infrastruktur ist Grundvoraussetzung. Eine wichtige Rolle spielt hier der Mobilfunkstandard 5G: Es ist absolut entscheidend, dass mindestens ein Frequenzband für den industriellen Bereich vorbehalten ist. Denn die Industrie 4.0 erfordert nicht nur eine höhere Bandbreite, sondern auch sehr kurze Übertragungszeiten bei höchster Verfügbarkeit. Das ist unabdingbar für die Zukunft der Industrie. Wie soll beispielsweise ein kleines oder mittelständisches Unternehmen Anschluss an die digitale Zukunft bekommen, wenn in seiner Region kein ausreichender Netzzugang verfügbar ist? Hier sollte die Politik handeln.

Damit einher geht der dritte Punkt: IT-Sicherheit ist essentiell für den Erfolg der Industrie 4.0. Deshalb hat Siemens Anfang dieses Jahres gemeinsam mit Partnern eine gemeinsame Charta für mehr Cybersicherheit, die „Charter of Trust“, ins Leben gerufen.

Und viertens: Die Aus- und Weiterbildung in Deutschland muss auf die neuen digitalen Entwicklungen ausgerichtet werden. Zukünftig werden erweiterte Kompetenzen in IT, Software, Programmierung sowie Kommunikationstechnik, IT-Security und Datenanalysen für industrielle Anwendungen unerlässlich sein. Das wird sich nicht von heute auf morgen bewerkstelligen lassen. Wir müssen die heutigen wie die zukünftigen Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter auf diesem Weg in die Zukunft mitnehmen.

Nur dann wird es gelingen, die enormen Chancen zu nutzen, die uns die künstliche Intelligenz eröffnet. Dabei dürfen Technologien nie isoliert betrachtet werden: Sie sollen natürlich zum wirtschaftlichen Erfolg von Unternehmen beitragen. Aber sie müssen immer auch einen gesellschaftlichen Zweck erfüllen – indem sie zu einem besseren Leben der Menschen beitragen. Schließlich wird der Mensch nach wie vor im Mittelpunkt stehen. Künstliche Intelligenz kann die Arbeit der Menschen weniger fehleranfällig machen und mehr Freiraum für kreative Aufgaben schaffen. Aber sie wird den Menschen nicht ersetzen. Sondern sie ist eine Technologie, die es uns ermöglicht, speziell im B2B-Bereich weiterhin erfolgreich zu sein und so den Wirtschaftsstandort Deutschland zu stärken.
 

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