Künstliche Intelligenz in der Industrie 4.0 – Das Exoskelett

Mit Unterstützung der KI müssen Experten weniger Zeit für die Ursachensuche aufwenden und haben mehr Zeit für die Problembehebung, für innovative und kreative Entwicklungen. Um Prozesse zu optimieren und effizient zu gestalten, müssen die Stärken und das Wissen der Mitarbeiter richtig mit KI-Anwendungen kombiniert werden.

Die Begeisterung rund um künstliche Intelligenz (KI) kennt keine Grenzen. Viele Experten preisen KI-Verfahren und -Lösungen sogar als wahre Wundermittel an. Auch die Zahlen sprechen für sich: Sei es in der Qualitätssicherung in Produktionsumgebungen, im Kundenservice oder in der vorrausschauenden Wartung von Maschinen und Anlagen – Unternehmen in Deutschland setzen KI und Machine Learning (ML) mittlerweile in vielen Bereichen ein oder starten entsprechende Feldversuche. Im Vergleich zu 2019 ist die Zahl der Unternehmen, die sich mit KI und ML beschäftigen, sogar um 20 Prozent auf fast 73 Prozent angestiegen. Das zeigt die aktuelle Studie »Machine Learning 2020« von IDG Research Services.

Kein Wunder also, dass die Angst mitschwingt, dass künstliche Intelligenz irgendwann den Menschen ersetzen könnte. Dabei sind KI-basierte Anwendungen – nüchtern betrachtet – schlichtweg ein weiteres Tool. Eines, das Unternehmen dabei unterstützt, Informationen schneller zu finden, Aufgaben besser zu bewältigen oder Prozesse zu optimieren. Diese Lösungen können jedoch längst nicht alles und schicken sich auch nicht an, die menschliche Arbeit überflüssig zu machen. KI unterstützt und verändert stattdessen – wie jedes neue Werkzeug auch – die Möglichkeiten des Menschen.

Warum KI heute längst nicht zu allem fähig ist. Dem Bereich KI wird meist mehr zugetraut, als tatsächlich möglich ist. Deshalb stellt sich zunächst die Frage, woher dieser Irrglaube überhaupt kommt. Tatsächlich ist einer der häufigsten Gründe die Vermischung der Begriffe künstliche Intelligenz und Machine Learning.

Wissenschaftlich betrachtet, bezieht sich künstliche Intelligenz auf ein sehr großes Forschungsgebiet, welches eine Reihe von Techniken umfasst, mit denen Computer lernen und Probleme lösen sollen. Dazu zählen beispielsweise Computer-Vision, Computerlinguistik, Robotik und Expertensysteme oder evolutionäre Algorithmen. Machine Learning ist ein Teilbereich der KI, der sich mit dem selbstständigen Erschließen von Zusammenhängen auf Basis von Beispieldaten beschäftigt.

Machine Learning ist in einigen speziellen Anwendungsfällen bereits sehr weit fortgeschritten. Man nehme beispielsweise die Bild- und Spracherkennung oder Routen-Planung. Auch digitale Assistenten wie Siri, Cortana, Alexa und Co. können mittlerweile viel – in diesem Fall vor allem Speech-to-Text. Für KI gilt diese Tatsache allerdings nicht. Denn eine KI kann der Mensch erst händisch mit Hilfe von Machine Learning als Werkzeug für einzelne Anwendungen entwickeln. Gerade komplexe Systeme wie beim autonomen Fahren bedeuten einen immensen Aufwand in der Herstellung. Eine KI-schöpfende KI, die neue Lösungen aus grundlegenden ML-Bausteinen kreiert, existiert hingegen nicht.

Warum KI als Exoskelett des Menschen fungiert. Machine Learning eignet sich vor allem dazu, repetitive Aufgaben zu automatisieren. Besteht eine dieser Aufgaben also aus immer der gleichen Auswertung, kann es natürlich sein, dass sie in Zukunft durch einen Machine-Learning-Ansatz übernommen wird. Schließlich können künstliche Intelligenz und Machine Learning komplexe Probleme genauer und schneller unter der Berechnung sehr vieler komplexer Variablen bearbeiten. Auf diese Weise werden die Herausforderungen, die durch große, komplexe Datenmengen entstehen, überhaupt erst beherrschbar.

Doch all den Analysen, Auswertungen und Prognosen zum Trotz kann ein solches System bei Entscheidungen, die Fingerspitzengefühl, Intuition oder redegewandte Promotoren erfordern, lediglich eine Hilfestellung bieten, aber niemals den Menschen ersetzen. Ist also beispielsweise in einer Industrieanlage ein Defekt aufgetreten, kann eine KI ermitteln, welche Komponenten diesen Defekt wahrscheinlich verursacht haben und die daher überprüft werden sollten. Es bedarf jedoch immer noch einer geschulten Fachkraft mit jahrelanger Erfahrung, das Problem auf die bestmögliche Art und Weise zu beheben und die Anlage wieder zum Laufen zu bringen. Diese Fachkraft investiert nun aber weniger Zeit in die Ursachensuche und dafür mehr Zeit in die Problembehebung.

Künstliche Intelligenz kann Mitarbeiter also im Alltag unterstützen und Unternehmen vorwärtsbringen. Unternehmen und KI-Dienstleister sollten es sich daher zur Aufgabe machen, gemeinsam für ihre entsprechenden Anwendungsfälle an userzentrierten Lösungen zu arbeiten, die Mitarbeiter in ihrer täglichen Arbeit maßgeblich unterstützen, ressourcenraubende Probleme eliminieren und so mehr Zeit für eine innovative und kreative Entwicklung schaffen.

Dabei geht es vor allem um standardisierte Lösungen, die sich einfach anwenden und einsetzen lassen. Denn es muss nicht jeder User zwangsläufig im Detail Bescheid wissen, wie die zugrundeliegenden ML-Tools benutzt werden müssten, um zum Beispiel eine Anomaliedetektion einzusetzen. Hauptsache, es funktioniert. Wichtig ist stattdessen, dass die Stärken und das Wissen der jeweiligen Mitarbeiter richtig mit KI-Anwendungen kombiniert werden, um Prozesse zu optimieren und effizient zu gestalten.

BMW: Optimale Positionierung von Anbauteilen. Wie der Einsatz einer solchen Lösung in der Praxis aussieht, zeigt der bayerische Automobilhersteller BMW. Jede einzelne Komponente der verschiedenen Fahrzeugmodelle muss perfekt positioniert sein – das gilt auch für die Fahrzeugtüren. Hier sind optimale Spaltmaße für die Funktionalität und das äußere Erscheinungsbild Pflicht.

Die Montage der Türen bedeutete für BMW jedoch eine große Herausforderung, da zum Zeitpunkt des Einbaus weder Tür noch Karosserie lackiert sind und Ausstattung, Fensterscheiben und notwendige Dichtungen fehlen. Der Einfluss dieser Faktoren auf die Türposition – beispielsweise durch Verformung und zusätzliches Gewicht – muss dementsprechend antizipiert und kompensiert werden. Ein äußerst schwieriges Unterfangen, bei dem sich die richtige Antwort auch noch stetig verändert, weshalb die Türen in der Praxis nach Abschluss der Montage noch einmal in aufwändiger und zeitintensiver Nacharbeit von Hand angepasst werden mussten. Ziel war es daher, genau und in Echtzeit zu berechnen, mit welcher Einbauposition sich die besten Spalt- und Versatzqualitäten erreichen lassen.

BMW formulierte deshalb ein kausales Prozessmodell auf Basis des Produktionsablaufs, der Messdaten der tatsächlichen Spaltmaße, CAD-Koordinaten und Stammdaten sowie der Fugenpläne der jeweiligen Baureihen. Zusätzlich wurde das Wissen der Prozessexperten eingebunden, beispielsweise Informationen über das typische Drehverhalten durch zusätzliches Gewicht oder Verformungen durch die Dichtung. Das Modell kann nun vorhersagen, wie genau eine Fahrzeugtür im Laufe der Fertigung verdreht und verformt wird und welche finale Position sich daraus ergibt. BMW kann zudem die Einstellungsparameter berechnen, die notwendig sind, um die Türen optimal einzupassen.

Der Automobilhersteller profitiert so von einer ressourcenschonenden Produktion, einer verbesserten Prozessstabilität und einer deutlichen Zeitersparnis durch die geringere Nacharbeit.

Hier wird die Fähigkeit von KI, als Exoskelett für den Menschen zu fungieren, noch einmal deutlich. Gerade in der Fertigung gibt es so viele verschiedene Einflussparameter, die es zu berücksichtigen gilt, dass es dem Menschen kaum möglich ist, schnell auf Veränderungen zu reagieren. Die KI kann jedoch in Echtzeit die verschiedenen Veränderungen wahrnehmen, neue Parameter zur Optimierung des Fertigungsprozesses berechnen und dem Menschen vorschlagen. Die Berechnung erfolgt dabei anhand der Modelle, die der KI vorgegeben wurden. Die Transferleistung, den eigentlichen Prozess zu verändern, sowie das letztendliche »Go!« kommen jedoch vom Menschen.

Fazit. Es geht also nicht um die Entscheidung Mensch oder KI, sondern um die richtige Kombination aus menschlichem Fachwissen und Stärken mit der Anwendung an sich. Die KI sagt dem Menschen nicht, wohin er gehen soll, sondern unterstützt ihn stattdessen wie ein Exoskelett beim Gehen. Auf diese Weise erzielen Unternehmen Ergebnisse, die jenseits dessen liegen, was jede Seite alleine erreichen kann.


Dr. Theo Steininger,
CEO von ERIUM

 

 

 

 

Illustration: © RYGER /shutterstock.com

 

1153 Artikel zu „KI Unterstützung“

KI für Kundendienst, Verkauf und Sicherheit

Rund 50 Milliarden US-Dollar Umsatz werden 2020 laut einer IDC-Schätzung mit Anwendungen für künstliche Intelligenz (KI) erwirtschaftet. Wie die Statista-Grafik zeigt soll sich das Marktvolumen bis 2024 mehr als verdoppeln. »Unternehmen werden KI einführen – nicht nur, weil sie es können, sondern weil sie es müssen«, so Ritu Jyoti von IDC. Und weiter: »KI ist…

KI-Studie 2020: Das Fremdeln des Top-Managements mit KI  

Künstliche Intelligenz ist eine wichtige Technologie, von der sich Unternehmen handfeste Wettbewerbsvorteile versprechen. Das ist das Ergebnis einer aktuellen Studie des IT-Dienstleisters adesso unter Führungskräften [1]. Konkrete Projekte haben allerdings bislang nur wenige Firmen umgesetzt. Besonders zurückhaltend zeigt sich bei dem Thema das Top-Management. Grundlegend sind sich deutsche Führungskräfte der Bedeutung von KI bewusst: So…

Wertstromkinematik: Flexibles Produktionssystem für Variantenvielfalt

Vom Sportschuh bis zur Autoausstattung wünschen sich Kundinnen und Kunden immer individueller gestaltete Produkte. Industrie- und Konsumgüter mit hohem Individualisierungsgrad und Qualitätsanspruch in entsprechend kleineren Stückzahlen wirtschaftlich und konkurrenzfähig herzustellen, erfordert geeignete Fertigungsprozesse. Forscherinnen und Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) entwickeln gemeinsam mit Industriepartnern ein neuartiges Produktionsplanungssystem, das die hohe Produktivität und Genauigkeit…

Abläufe verbessern und automatisieren – Wie Unternehmen mit KI ihre Geschäftsprozesse erfolgreich optimieren

Künstliche Intelligenz bietet zweifellos eine ganze Reihe von Optionen, um Geschäftsprozesse zu optimieren, von der Kundenbetreuung mittels Chat-Bots bis zur Steuerung mobiler Roboter. Doch wer KI einsetzen will, sollte nicht nur die passende technische Lösung im Blick haben. Vielmehr gilt es, auch den Menschen einzubinden, also Mitarbeiter, Kunden und Partner.

Sichere Internetnutzung: Surfguide für Kinder und Jugendliche

Im vergangenen Jahr verzeichnete die Beschwerdestelle des Internetverbands eco den höchsten Wert an berechtigten Beschwerden über mutmaßlich illegale Inhalten in ihrer Geschichte. Für mehr Sicherheit im Netz stellt die eco Beschwerdestelle nun einen Surfguide für die Sommerferien vor. Wie können Eltern sichergehen, dass ihr Nachwuchs auch während der Sommerferien digitale Angebote sicher und optimal nutzt?…

Das Ende des Cookie-Trackings: Folgen und Alternativen für den E-Commerce

Die Rechtslage bei Cookies war in Deutschland und Europa bis vor Kurzem noch undurchsichtig und teilweise sogar widersprüchlich. Dann fällte der EuGH eine Entscheidung zum Einsatz von Cookies – der BGH orientierte sich maßgeblich daran und urteilte im Mai 2020: Das Speichern sämtlicher Nutzerinformationen ist nur dann erlaubt, wenn der Nutzer der Webseite vorher freiwillig…

Elektromobilität: Der Staat braucht die Unterstützung von Unternehmen

In Elektromobilität investieren. Erst der Klimapakt und dann die Verdoppelung des staatlichen Umweltbonus im Rahmen des Corona-Konjunkturprogramms – die Bundesregierung zeigt deutlich, wie wichtig ihr der Ausbau der E-Mobilität in Deutschland ist. Der »Masterplan Ladeinfrastruktur« sieht vor, dass die Zahl der Ladepunkte bis 2030 von derzeit circa 20.000 auf eine Million erhöht wird. Die Zahl…

KI in deutschen Unternehmen – Durchstarten ist angesagt

Welche neuen Entwicklungen helfen Unternehmen, KI erfolgreich einzuführen? Über kein Thema wurde in den vergangenen Monaten so viel diskutiert wie Künstliche Intelligenz. Doch was davon tatsächlich in deutschen Unternehmen umgesetzt wird, steht auf einem anderen Blatt Papier. Selbst deutsche Schlüsselindustrien wie der Maschinenbau adaptieren die neue Technologie nur schleppend. So zeigt eine Umfrage des Vereins…

Home Office: Der große Remote-Working-Test

Welche Fragen sollte man sich als Verantwortlicher beim Thema Fernarbeit jetzt stellen. Für Teams, die daran gewöhnt sind, in Büroumgebungen zu arbeiten und Kolleg*innen in der Nähe zu haben, wird die Entfernung natürlich zur Herausforderung. Per definitionem gilt das sicherlich für diejenigen, die in Paarprogrammierung arbeiten oder deren Teams ihre Arbeit beispielsweise um Ideation Pods…

Smart Working und Cybersicherheit: Eine schwierige Kombination

Fernarbeit, Home Office, Smart Working: Aufgrund der jüngsten Ereignisse greifen immer mehr Unternehmen darauf zu. Doch schon davor hat sich diese Praxis auch bei Arbeitskräften immer größerer Beliebtheit erfreut, und je nach Branche befindet sich das Arbeiten von zu Hause aus in einer Phase großen Aufschwungs. Ein Trend, der allerdings Vorsichtsmaßnahmen seitens der Unternehmen erfordert,…

38 Prozent der deutschen Arbeitnehmer fehlt technologische Unterstützung, um im Home Office arbeiten zu können

Tipps, wie Mitarbeiter während des COVID-19-Ausbruchs sicher von zu Hause aus arbeiten können. Um ihre Mitarbeiter vor dem Coronavirus zu schützen, schicken Unternehmen in Deutschland und weltweit ihre Beschäftigten ins Home Office. In einer Umfrage von Avast, Anbieter von digitalen Sicherheitsprodukten, gaben 38 Prozent der Befragten an, dass sie bei der Arbeit von zu Hause…

Auf dem Weg zur transparenten KI

  Im Schach, Poker und Go hat künstliche Intelligenz (KI) die Menschheit längst überflügelt. Auch Röntgenbilder oder Aktienkurse analysiert sie bereits ähnlich gut – und teilweise sogar besser – als ein Experte aus Fleisch und Blut. Doch auch die präzisesten KI-basierten Analysen haben einen Makel: Bis jetzt ist es für einen Menschen oft kaum nachvollziehbar,…

Vier KI-Trends für das neue Jahrzehnt

In den 90er Jahren kamen Heimcomputer groß raus, in den sogenannten Nullerjahren setzte sich das Internet flächendeckend durch und im letzten Jahrzehnt waren Smart Devices »das Ding«. Verschiedene Dekaden haben prägende Technologien hervorgebracht, die Wirtschaft und Gesellschaft nachhaltig beeinflussen. In den 20er Jahren des aktuellen Jahrhunderts wird künstliche Intelligenz mindestens eine davon sein – vermutlich…

E-Mobilität: Der Staat braucht die Unterstützung von Unternehmen

Der Blick auf den Klimapakt zeigt es deutlich – die Bundesregierung meint es ernst mit der E-Mobilität. Bis 2030 soll es rund zehn Millionen zugelassene E-Autos geben, die an bundesweit einer Million Ladestationen mit Strom versorgt werden. Für den zügigen Ausbau der Ladeinfrastruktur braucht der Staat die Unterstützung durch engagierte Unternehmen. Warum das so ist,…

Das kann KI in der Praxis leisten

Von Schlaglocherkennung bis Röntgenbild-Analyse: Bitkom veröffentlicht Leitfaden »Konkrete Anwendungsfälle von künstlicher Intelligenz & Big Data in der Industrie«. Alle reden über künstliche Intelligenz und Datenanalyse – aber vielen Unternehmen fehlt es an Ideen, wie sie die Technologien einsetzen können. Der Digitalverband Bitkom hat deshalb in einem Leitfaden zwölf konkrete Anwendungsbeispiele für KI und Big Data…

KI und der Wunsch nach noch mehr Effizienz  

Effizienzsteigerung und Prozessverbesserung sind die größten Treiber bei der Implementierung von künstlicher Intelligenz. Die einen sprechen von Revolution, die anderen wissen nicht einmal, ob es KI-Initiativen in ihrem Unternehmen gibt. Die Unterschiede könnten nicht größer sein, zeigt der aktuelle »Digitalisierungsmonitor 2020« von BearingPoint, für den 600 Unternehmensvertreter zum Thema KI befragt wurden [1]. Mit 94…

KI-Schub für Unternehmen: Sechs Entwicklungen, die zeigen, wie künstliche Intelligenz Prozesse im Alltag beflügeln

KI-Einsatzmöglichkeiten im Zusammenspiel mit Unternehmensanwendungen. Dass künstliche Intelligenz (KI) eines der Trendthemen schlechthin ist, steht außer Frage. Eine aktuelle PwC-Studie kommt jedoch zu dem Ergebnis, dass erst sechs Prozent der Unternehmen in Deutschland KI einsetzen oder implementieren – es gibt demnach immensen Nachholbedarf. Oracle hat jetzt Anwendungsbereiche im ERP- und Geschäftssoftware-Umfeld zusammengestellt, in denen KI…

KI und Ethik – Wunsch kontra Wirklichkeit

Studie zeigt: Mehrheit hält ethische Auseinandersetzung mit künstlicher Intelligenz für wichtig. Ethische Richtlinien in Unternehmen sind aber noch in den Kinderschuhen. Künstliche Intelligenz (KI) verändert die Unternehmenswelt. Dem stimmen die meisten der 600 befragten Unternehmensvertreter aus dem aktuellen »Digitalisierungsmonitor 2020« der Management- und Technologieberatung BearingPoint zu. Dass bei weltverändernden Innovationen auch immer die Frage der…

Datenethik für KI wird zur Top-Priorität

CIOs müssen die ethische Nutzung von Daten zu einer Top-Priorität machen, um mit der sich schnell entwickelnden Regulierungslandschaft Schritt zu halten. Wir befinden uns inmitten der vierten industriellen Revolution. Daten sind zu einem der wertvollsten Güter geworden, nicht zuletzt deshalb, weil künstliche Intelligenz stark von ihnen abhängt. KI und maschinelles Lernen werden derzeit in vielen…

Diese fünf KI-Trends werden das Jahr 2020 prägen

Das Thema künstliche Intelligenz wird die Unternehmen auch im nächsten Jahr wieder beschäftigen. Die IntraFind Software AG, ein Search-Spezialist, der für seine Lösungen auch KI und modernste Machine-Learning-Verfahren nutzt, sieht dabei fünf zentrale Entwicklungen:   Echter Mehrwert von KI wird genutzt. Nach Jahren des KI-Hypes kehrt in das Thema nun langsam Vernunft ein. Immer mehr…