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KÜNSTLICHE INTELLIGENZ

Die KI-Revolution in der Smart factory erfordert menschliche Arbeit

Die KI-Revolution stellt einen Paradigmenwechsel in der Produktion dar. Die meisten Fabrikautomatisierungsprozesse der Vergangenheit basierten auf einem regelbasierten Ansatz, z.B. der Roboterprogrammierung mit festen Szenarien und Arbeitsabläufen, die in ERP- oder MES-Systemen von oben nach unten geplant wurden. Die Nachteile: sehr geringe Flexibilität im Falle unerwarteter Situationen, große Anstrengungen, die Systeme auf eine Produktion mit hoher Varianz / geringem Volumen vorzubereiten.

KI für die Industrie 4.0

KI ermöglicht es, Fertigungsprozesse über alle Funktionen einer Fabrik hinweg neu zu überdenken. KI automatisiert Prozesse und Maschinen und macht so Produktionssysteme flexibler und anpassungsfähiger. In einer kürzlich durchgeführten Studie hat die Boston Consulting Group mehrere Anwendungsbeispiele für den zukünftigen Einsatz der KI in der Fertigung identifiziert:

  • Maschinen optimieren ihre Parameter selbstständig auf der Grundlage von Materialeinsatz und Prozessparametern
  • Fahrerlose Transportsysteme transportieren Teile, erkennen Hindernisse und passen ihre Routen an
  • Lagerhäuser werden automatisch auf der Grundlage von Materialfluss und Lagerbeständen optimiert
  • Der Wartungsbedarf wird durch die Identifizierung von Ausfallmustern vorhergesagt
  • Qualitätsprobleme werden durch die Analyse von und das Lernen aus Prozessdaten vorhergesagt
  • Qualitätsprobleme werden durch Bilderkennung erkannt.
  • Assistenzsysteme schlagen Lösungen für Vorfälle vor, die auf früheren Ausfallberichten basieren

Durch den Einsatz der richtigen Kombination von KI-Technologien können Fertigungsunternehmen die Effizienz steigern, die Flexibilität erhöhen und die Prozesse in Richtung selbstoptimierender Abläufe verbessern. Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass KI-Systeme alle Arbeitsplätze in der Fertigung übernehmen werden. Wenn KI in erster Linie eingesetzt wird, um menschliche Arbeitskräfte zu verdrängen, werden nur kurzfristige Produktivitätsgewinne erzielt werden.

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Unbedingt erforderlich: Mensch-Maschine-Kooperation

In seinem kürzlich erschienenen Buch Human + Machine: Reimagining Work in the Age of AI hebt Paul Daugherty, CTO von Accenture, eine Sache hervor: Die nachhaltigsten, wirkungsvollsten Leistungssteigerungen treten ein, wenn menschliche Arbeitskräfte und KI-fähige intelligente Maschinen zusammenarbeiten. In diesem Sinne steigern KI-Systeme die menschlichen Fähigkeiten und verwandeln Fabriken in intelligente Fabriken:

  • Menschen und intelligente Maschinen arbeiten eng zusammen.
  • Betriebliche Abläufe werden flüssiger und anpassungsfähiger.
  • Menschliche Arbeitskräfte und Maschinen werden zu Partnern, die das ausnutzen, was jede Partei am besten kann.

Aber was genau sind die unterschiedlichen Aufgaben von Mensch und Maschine?

Menschen werden benötigt, um verschiedene KI-Anwendungen zu entwickeln, zu trainieren und zu verwalten. Maschinen wiederum erweitern die menschlichen Fähigkeiten, beispielsweise zur Verarbeitung und Analyse großer Datenmengen in Echtzeit. Der wichtigste und derzeit oft vernachlässigte Teil ist das, was Daugherty "die fehlende Mitte" nennt. Jene Aktivitäten, bei denen Mensch-Maschine-Interaktion stattfindet und bei denen KI-Augmentation Prozesse umgestaltet:

1. Verstärkung:

der KI-Agent analysiert Prozesse und liefert datengesteuerte Einblicke, oft unter Verwendung von Echtzeitdaten. Solche Einblicke werden durch neuartige Benutzerschnittstellen wie intelligente Brillen oder intelligente Uhren präsentiert. Ein Beispiel aus der Fertigung ist das Senden von Wartungswarnungen an Servicetechniker: Die KI identifiziert Ausfallmuster einer Maschine und sendet Wartungswarnungen in Echtzeit an die Smartwatch eines Servicetechnikers.

2. Wechselwirkung:

Der KI-Agent verwendet fortschrittliche Schnittstellen wie sprachgesteuerte Verarbeitung natürlicher Sprache, um Interaktionen zwischen oder im Namen von Personen zu steuern. Beispiele in der Fertigung sind die persönliche Assistenz, die schrittweise Arbeitsanweisungen präsentiert, die in Echtzeit an den Kontext eines einzelnen Arbeitsplatzes angepasst werden, z.B. angepasst an das Qualifikationsniveau der Mitarbeiter oder die Darstellung individualisierter Produktanforderungen. So werden aus Standardarbeitsanweisungen (SOP) Adaptive Arbeitsanweisungen (ADOP).

3. Verkörperung:

der KI-Agent mit intelligenten Maschinen verbunden ist. Leichtgewichtige Roboter mit Sensoren, Motoren und Aktoren arbeiten physisch zusammen. Beispiele in der Fertigung sind pakettragende, autonom geführte Fahrzeuge, die den Materialfluss innerhalb einer Fabrik automatisch steuern. Das AGV arbeitet eng mit den menschlichen Arbeitern zusammen und stellt das gesamte benötigte Material zum Zeitpunkt des Bedarfs bereit, z.B. in der Automobilmontage sind AGVs ein zentraler Bestandteil flexibler und modularer Produktionszellen.

In der smart factory der Zukunft wird die KI Prozesse und Maschinen automatisieren und den Menschen in die Lage versetzen, auf ungeplante Situationen zu reagieren. Die meisten kritischen Situationen werden immer noch die Entscheidung des Menschen erfordern. Die KI wird alle historischen Maschinen- und Prozessdaten zusammenfassen und Aktionen vorschlagen. Der Mensch wird in der Lage sein, intelligente Entscheidungen auf der Grundlage der Vorschläge der KI zu treffen. Infolgedessen arbeiten menschliche Arbeitskräfte und KI Seite an Seite und bringen verschiedene Vorteile für Funktionen wie Montage, Wartung, Qualität und Logistik.

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