KI in der Industrie 4.0: Die smarte Revolution

Als promovierter Informatiker wollte Alexander Freytag eigentlich nie in der Industrie arbeiten. „Durch Zufall bin ich dann aber zu ZEISS gekommen.“ Hier ist Freytag bereits seit mehr als sechs Jahren Experte für Machine Learning in der Konzernforschung. „Das war eine meiner besten Entscheidungen.“ Warum? Bei ZEISS kann er seine Expertise im Bereich Machine Learning nicht nur abstrakt anwenden, sondern auch in Produkte und Technologien einfließen lassen, die die Gesellschaft weiterbringen. Freytag entwickelt mit an künstlichen Intelligenzen, die Produktionssysteme überwachen oder medizinisches Fachpersonal unterstützen, Menschen besser zu behandeln und neue Möglichkeiten in der Forschung bieten. Und damit ist er Teil einer großen Veränderung.

Schließlich erlebt die Industrie durch smarte Technologien gerade die vielleicht größte Revolution ihrer Geschichte. Eine smarte Revolution. Der Grund: Nach Industrialisierung, Elektrizität und Digitalisierung betrifft der Wandel zur Industrie 4.0 nicht allein die physische Arbeitskraft, sondern gesamte Produktionsprozesse. Aus einzelnen Schritten, die bisher nacheinander abliefen, starr vorgegeben und nicht vernetzt waren, entstehen nun Prozesse, bei denen Komponenten permanent digital kommunizieren.

Wie aus Daten Informationen werden

Intelligente Datennutzung und fortgeschrittene Methoden des maschinellen Lernens ermöglichen eine Form der Vernetzung, die Prozesse auf ein neues Level hebt. Maschinen innerhalb einer Fertigungskette oder sogar der gesamten Produktion werden mit Hilfe von Sensoren permanent getrackt. Über digitale Verbindungen werden Daten zusammengeführt und ergeben ein digitales Abbild aller Systeme. Damit diese Daten verwertbar werden, müssen sie in Informationen übersetzt werden. An dieser Stelle kommt KI ins Spiel. Aber wie genau wird sie eingesetzt? Wie funktioniert dieser Prozess? Und welche Aufgaben übernehmen Freytag und sein Team?

„Einfach gesagt: Wir befähigen Computer in riesigen Datenmengen wiederkehrende Muster zu erkennen – repetitiv, reproduzierbar und hochwertig. So können Computer mit unseren Algorithmen lernen, ganz unterschiedliche Aufgaben zu lösen”, erklärt Freytag.  

In der Praxis kann KI zum Beispiel helfen, Anlagen zu überwachen. „Kein Mensch kann 30 Zeitreihen an Sensorwerten wie Druck, Temperatur und Feuchtigkeit, die eine Maschine alle in Echtzeit liefert, permanent kontrollieren“, sagt Freytag. „Aber wir können Algorithmen entwickeln, die diese Daten analysieren und in relevante Informationen überführen.“ Auf dieselbe Weise kann KI auch Bauteile auf Fehler prüfen. Das reduziert den Ausschuss, senkt die Kosten und erhöht die Qualität.

Ein Puzzleteil, das passt

Als Experte für Machine Learning programmiert Freytag nur noch selten. „Mittlerweile bin ich vor allem im Austausch mit meinem Team, den Geschäftsbereichen oder unseren Kunden“, sagt Freytag. Die KI-Technologien sind wie ein einzelnes Puzzleteil für ein neues Produkt, an dem er und sein Team mitarbeiten.

Freytags Aufgabe ist es, sicherzustellen, dass dieses Puzzleteil funktioniert und zu den anderen Puzzleteilen wie beispielweise Hardware, Software oder den rechtlichen Rahmenbedingen passt. „Diesen Überblick zu behalten, mit allen im Austausch zu sein und mein Team zu beraten und zu unterstützen macht meinen Job bei ZEISS so divers und spannend.“

Dabei ist kein Projekt wie das andere: „Es ist nicht so, als hätten wir einen Baukasten mit KI-Lösungen, der immer für alle Fragestellungen passt.“ Für jedes Problem erarbeiten Freytag und sein Team einen individuellen Lösungsweg. „Die erste Herausforderung ist oft, das Problem in all seinen Facetten zu verstehen. Dann machen wir uns auf die Suche nach der passenden Lösung, indem wir den Lösungsraum abklopfen. Wir müssen herausfinden, was technisch machbar, für ZEISS attraktiv und für unsere Kunden mehrwertstiftend ist.“ Dabei gehen sie frei und mit einem offenen Mindset an die Fragestellung heran. „Das macht jedes unserer Projekte neuartig und spannend.“
 

Digitalisierung als Teil der ZEISS Unternehmens-DNA  

ZEISS nutzt und entwickelt KI, um den technologiegestützten und digitalen Wandel weiter voranzutreiben – im eigenen Unternehmen und durch innovative Produkte und Lösungen auf dem Markt.

„ZEISS ist in vielen Bereichen tätig, in denen große Datenmengen aufgenommen werden. Diese gilt es zu nutzen“, sagt Freytag und meint damit zum Beispiel die Medizintechnik, Mikroskopie oder die Halbleiterfertigungstechnik. Als Ermöglicher der Digitalisierung bietet ZEISS seinen Kunden KI-Lösungen wie Software oder Automatisierungstechnik, die sie in das neue Industriezeitalter begleiten.

Künstliche Intelligenz, Machine Learning und Automatisierungstechnik – das, woran Freytag täglich arbeitet, ist hochkomplex. Den „Kinder-Check“ besteht seine Arbeit trotzdem. „Die Dinge, die ich mache, kann ich einfach erklären und meine beiden Töchter, 3 und 5 Jahre alt, verstehen meine Arbeit und das, was sie bewirkt“, sagt Freytag und ergänzt: „Ich habe Spaß an meinem Job und daran, meinen Kindern zu erklären, woran ich arbeite. Das ist einer der Hauptgründe, warum ich bei ZEISS bin und auch weiterhin hierbleiben möchte.“

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