Die zentrale Rolle der Künstlichen Intelligenz in der Industrie 4.0

Die Künstliche Intelligenz in der Industrie 4.0 verändert die Vorgehensweisen.

Künstliche Intelligenz in der Industrie 4.0 ist zu einem der wichtigsten Themen in den letzten Monaten geworden. Zugespitzt formuliert hängt davon die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Industrie in den kommenden Jahren ab. In diesem Artikel erfahren Sie, warum Künstlicher Intelligenz in der Industrie 4.0 eine so wichtige Bedeutung zukommt.

Die Industrie 4.0 ist in den letzten Jahren zum Inbegriff gelungener digitaler Transformation bei fertigenden Betrieben geworden. Fast alle Unternehmen in diesem Bereich beschäftigen sich auf die ein oder andere Weise bereits mit der datengetriebenen Digitalisierung, Datenauswertung oder Industrie 4.0.

Linktipp: Die Digitalisierung ist allen voran ein wichtiges Thema für den Mittelstand – dem Rückgrat der deutschen Wirtschaft.

Künstliche Intelligenz in der Industrie 4.0 bringt ein enormes Optimierungspotenzial und Qualitätssteigerungen in der Produktion. Um sehr komplexe Zusammenhänge zu erkennen und zu steuern oder die Losgröße-1-Produktion zu ermöglichen, sind intelligente Systeme beispielsweise aus dem Bereich Robotics sowie Data-Science-Methoden gefragt.

Intelligente Robotersysteme wie das von „Kuka“ ermöglichen es auch kleineren Unternehmen, eine hochindividualisierte Produktion zu steuern.

Die Entwicklungen im Bereich der Künstlichen Intelligenz befördert innerhalb der automatisierten Fertigung beispielsweise die Entwicklung von Assistenzsystemen. Diese machen gerade dadurch heute einen bislang unbekannten Grad an Komplexität beherrschbar.

Unternehmen, die bereits erste Schritte in Richtung Industrie 4.0 gegangen sind, bringen die besten Voraussetzungen mit, um den nächsten Schritt bei der Transformation zu vollziehen. Künstliche Intelligenz in der Industrie 4.0 erlaubt die Entfesselung eines ungeahnten Potenzials.

Künstliche Intelligenz entfesselt die Möglichkeiten der Robotik, ohne den Menschen zu ersetzen

Der Robotik kommt in diesem Zusammenhang sicherlich eine besondere Rolle zu. Wie beim Menschen Körper und Geist zusammenspielen, wird auch die Robotik erst im Zusammenspiel mit Künstlicher Intelligenz zu etwas Herausragendem, das im Vergleich zur Massenproduktion einen echten Mehrwert erzielt.

Intelligente Roboter wie „Baxter“ sind längst nicht nur in der industriellen Fertigung im Einsatz. Sie können auch in anderen Bereichen wertvolle Dienste leisten, indem sie beispielsweise blinde Menschen im Alltag unterstützen. Inzwischen stellt sich immer mehr heraus: Roboter ersetzen nicht einfach die Arbeit der Menschen. Sie erschließen neue Bereiche oder übernehmen monotone oder besonders schwere Arbeiten.

Künstliche Intelligenz kommt damit eine tragende Rolle innerhalb der Smart Factory zu, insbesondere wenn es um kleinste Produktionsmengen geht. Durch Künstliche Intelligenz in der Industrie 4.0 kommen vor allem zwei große Stärken zum Tragen.

Zum einen werden komplexe Zusammenhänge beherrschbar, so dass die passgenaue Steuerung von mehreren Prozessen möglich wird. Zum anderen zeichnen sich intelligente Systeme dadurch aus, dass sie sich selbst während des laufenden Betriebs optimieren. Hier spielen Data Science Methoden wie Deep Learning  eine entscheidende Rolle.

Wie Künstliche Intelligenz das Wirtschaftswachstum beflügeln wird

Künstliche Intelligenz in der Industrie 4.0 nutzt nicht nur den großen Konzernen, sondern auch den zahlreichen Hidden Champions der deutschen Wirtschaft, die quer über alle Branchen zu finden sind. Die jüngste McKinsey-Studie vergleicht das Potential von Künstlicher Intelligenz mit dem der Dampfmaschine und beziffert das weltweite Wertschöpfungspotential durch Künstliche Intelligenz mit 13 Billionen Dollar bis zum Jahr 2030.

Dieses enorme Potenzial erklärt sich daraus, dass die Fehlerquote bei der Produktion intelligenter Systeme permanent sinkt, während die Leistungsfähigkeit zunimmt. In Einzelfällen sind sogar Leistungssteigerungen von bis zu 70% pro Maschine möglich.

Insofern verwundert es nicht, wenn die Leistungsfähigkeit von KI-Lösungen in einigen Bereichen die von Menschen übertrifft. Durch den vermehrten Einsatz von KI werden Roboter zu autonomen Akteuren in der Smart Factory. In diesem Zuge kommt auch Data Science eine immer wichtigere Rolle zu: Um besser zu werden, müssen intelligente Systeme permanent Daten erheben und auswerten (Big Data).

Lese-Tipp: In diesem Artikel beschäftigt sich Alena Beyer mit den neuen Herausforderungen bei der Visualisierung von Big Data.

Die Vorteile von KI und Robotik im Industrie Kontext – ihre Lern- und Anpassungsfähigkeit

Der größte Vorteil, der sich durch Künstliche Intelligenz in der Industrie 4.0 bietet, ist die Anpassungs- und Lernfähigkeit von intelligenten Systemen. Dabei ist das Ziel solcher Systeme nicht, den Menschen in der Smart Factory überflüssig zu machen. Insbesondere dank kollaborativer Montagesysteme, bei denen Menschen und Maschinen zusammenarbeiten, können in Zukunft hochkomplexe Aufgaben gemeistert werden.

In diesen neu entstehenden Ökosystemen übernehmen Menschen zum Teil neue Funktionen: Sie sind für das Überwachen des gesamten Prozesses, die Einschätzung von Risiken und die Qualitätsprüfung verantwortlich.

Auch in der Praxis erweist sich die eigentliche Stärke von intelligenten Roboter-Systemen gerade darin, dass Mensch und Maschine zusammenarbeiten.

Künstliche Intelligenz in der Industrie 4.0 fördert Wachstum und Beschäftigung

Eine wichtige These des Fraunhofer Instituts  lautet in diesem Zusammenhang: „Die Anforderungen an digitale Sicherheitssysteme steigen mit Zunahme des Umfangs an cyber-physischen Produkten überproportional an.“Cyber-physische Systeme (CPS) bezeichnen dabei eben die weiter oben schon beschriebenen komplexen Ökosysteme, bei denen smarte Objekte, intelligente Assistenzsysteme und Menschen miteinander arbeiten.

Digitalisierte und reale Welt sind dabei eng miteinander verzahnt, so dass in CPS die Automatisierung bestimmter Fertigungsprozesse möglich wird. Werkstücke, die Informationen oder eingebettete Software mit sich führen, können automatisiert Aktionen entlang des Fertigungsweges auslösen. Damit liegt im Einsatz kollaborativer Roboter ein großes Potenzial zur physischen Entlastung der Arbeiter und zur Steigerung der Montagepräzision.

Auch die Integration von körperlich behinderten Menschen ist durch den Einsatz von Robotern viel besser möglich. Das Beispiel zeigt, dass durch Künstliche Intelligenz nicht zwangsläufig Arbeitsstellen bedroht sind, sondern sie sogar neue Möglichkeiten der Beschäftigung schaffen.

Erfahren Sie mehr zu diesem Thema in der Industrial Analytics Studie.

Industrial Analytics Studie

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