05.07.2021, 10:06 Uhr

Anwendung technischer Intelligenz in der Produktion durch Corona verzögert?

Editorial der Ausgabe 6-2021

Die Corona-Pandemie-Krise bleibt nicht ohne gravierende Folgen für die gesamte verarbeitende Industrie. Der Vertrieb technischer „Consumer Goods“ über das Internet hat die klassischen Vertriebswege zu Gunsten individueller Online-Verbindungen zwischen Hersteller und Kunden verschoben. Dies erforderte integrierte IT-Systeme über zwischengeschaltete Plattformen. Die Betreiber der Plattformen waren die Gewinner der Krise. Im Bereich der Investitionsgüter zeigten sich die Schwächen einer globalen Vernetzung und Logistik besonders in der Verletzlichkeit der Mobilität von Menschen und Waren. Innerbetrieblich haben Unternehmen gelernt, mit verteilten Arbeitsplätzen und „Home Office“ neue Wege in der Organisation zu beschreiten. Die Corona-Krise bewirkte neben den Einbrüchen in Umsatz und Ertrag strukturelle Veränderungen in der Kommunikation und Organisation der Produktion. Ohne die Internet-Technologien wären die Auswirkungen noch gravierender ausgefallen. Die vergangenen Jahre zeichneten sich nicht durch grundlegende technische Innovationen aus, abgesehen von der staatlich geförderten Elektromobilität, sondern allein durch das Bemühen um ein Überstehen der Krise.

Industrie 4.0 – ein Konzept mit Bodenhaftung

Dennoch wäre es fatal zu glauben, dass sich das Tempo der technischen Innovationen im globalen Wettbewerb verlangsamt hat. Es finden zurzeit viele Innovationen in den unteren Systemebenen der Produktionstechnik statt. Sensoren und Aktoren erleben einen regelrechten Schub, um die realen Prozesse noch präziser zu beobachten und schneller auf Situationen zu reagieren. Sie werden benutzt, um die Zuverlässigkeit der Maschinen und Anlagen weiter zu erhöhen, vorauszuschauen, Zustände und Verschleiß zu erkennen und negative Einflussfaktoren auf die Nutzung zu kompensieren. Industrie 4.0 hat die Konnektivität und Digitalisierung mit Standard-Schnittstellen sowie mit dezentraler Datenspeicherung gefördert. Service-Plattformen erlauben die Anbindung der Produktionsanlagen an die Informationssysteme der Hersteller und damit einen technischen Support bis in die Werkstätten der Nutzer. Hersteller von Werkzeugen etwa nutzen eigene Plattformen für neue Geschäftsmodelle und bieten ihren Kunden neue Dienstleistungen für das Betriebsmittelmanagement an. Industrie 4.0 ist ein Konzept mit Bodenhaftung und der Innovationen in kleinen Schritten, aber mit dem weitreichenden Ziel der Integration in ein digitales Produktionssystem.

Integrierte technische Intelligenz

Mit Experten der Produktionstechnik diskutieren wir bereits die nächsten Stufen der Entwicklung. Es ist durchaus vorstellbar eine technische Intelligenz in die Fertigungssysteme der nächsten Generation zu integrieren. Mithilfe der KI lässt sich ein höherer Grad der Selbstorganisation und -optimierung sowie der flexiblen Adaption an wechselnde Fertigungsaufgaben erreichen. Kern der technischen Intelligenz sind (wissenschaftlich) fundierte Methoden, „Prozessmodelle“ mit den Wirkzusammenhängen und Korrelationen zwischen Eingangs- und Ausgangsgrößen, etwa der erzielten Qualität oder der Effizienz der Ressourcen. Die Signalanalytik liefert abstrahierte Prozessparameter und eine Charakteristik der Ereignisse oder Situationen und macht Prozess­modelle lern­fähig. Diese enthalten die technologischen Gesetzmäßigkeiten der Fertigungsprozesse, also das Prozesswissen, und erlauben Prozess-Simulationen in Echtzeit. So kann eine hohe Sicherheit in der Prozessführung selbst in den Grenzbereichen der Technik erreicht werden. Die experimentellen Kosten lassen sich enorm senken, wenn den Prozessmodellen das verfügbare Wissen aus dem Netz zur Verfügung gestellt wird. Fertigungssysteme mit integrierter technischer Intelligenz erlauben neben dem sicheren Betrieb an den technologischen Leistungsgrenzen der Verfahren auch längere und höhere Nutzungsgrade und eine Steigerung der Qualität und Präzision.

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Prof. E.h. Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c. mult. Engelbert Westkämper Emeritus

Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA sowie Institut für Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb IFF – Universität Stuttgart. Bild: Autor

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