Künstliche Intelligenz

Künstliche Intelligenz. Eine Grundvoraussetzung für Industrie 4.0

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21. Februar 2019

[Blogtitel] Künstliche Intelligenz. Eine Grundvoraussetzung für Industrie 4.0 [Beschreibung]Es gibt derzeit so einige Hype-Themen, die in den Medien eine hohe Sichtbarkeit erlangt haben. Eines davon ist künstliche Intelligenz – eine Grundvoraussetzung für die smarte Fabrik in der Welt von Industrie 4.0. [Bildquelle] istock 19022631 [Bildbeschreibung] Das Bild zeigt einen nachdenklichen Roboter vor einer Projektion mit vernetzten Vorgängen — [Bildquelle] istock 19022631

Es gibt derzeit so einige Hype-Themen, die in den Medien eine hohe Sichtbarkeit erlangt haben. Eines davon ist künstliche Intelligenz – eine Grundvoraussetzung für die smarte Fabrik in der Welt von Industrie 4.0.

Frühe Erkenntnisse

Bereits 1968 hat der Vordenker Prof. Karl Steinbuch, Mitbegründer der künstlichen Intelligenz, in einem Interview mit der Süddeutschen Zeitung darauf hingewiesen, dass die künstliche Intelligenz von Maschinen die der menschlichen Intelligenz übersteigen wird. In dem damaligen Interview-Titel „Der Computer macht sich selbständig“ steckte seinerzeit sicherlich bedeutend mehr Revolution und Vision, als es heute der Fall wäre.

Aus dem Dornröschen-Schlaf erwacht

Das Interview von Prof. Steinbuch zeigt, dass das Thema KI keineswegs neu ist. Aber aus heutiger Sicht ist die damalige Weitsicht schon bemerkenswert. Viele Jahre und Jahrzehnte war das Thema Künstliche Intelligenz ein Forschungsthema in einer Nische und damit in der breiten Öffentlichkeit nicht wirklich gegenwärtig. Forschungseinrichtungen wie beispielsweise das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) haben frühzeitig auf das Thema KI besetzt. Das 1988 gegründete DFKI ist heute die führende wirtschaftsnahe Forschungseinrichtung Deutschlands. Auch in der internationalen Wissenschaftswelt gehört das DFKI zu den wichtigsten „Centers of Excellence“. Heute ist KI aus dem Dornröschen-Schlaf erwacht, denn es greifen nun viele Umstände ineinander. Die Rechenleistung von Prozessoren steigt weiterhin unvermindert.

Mit der zunehmenden Vernetzung von Geräten stehen nun auch immer mehr Daten zur Verfügung, die für komplexe Berechnungen als Grundlage dienen. Mit leistungsfähigen Internet-Zugängen und etablierter Cloud-Technologie haben wir nun zu jeder Zeit, an jedem Ort mit jedem Gerät die Möglichkeit, auf diese Daten zuzugreifen. Haben komplexen Berechnungen vor zwanzig oder mehr Jahren beispielsweise noch Wochen, Monate oder Jahre gedauert, sind Ergebnisse heute in Sekundenschnelle verfügbar. Damit ist KI aus dem Stadium einer visionären Technologie zu einer praktikablen und allgegenwärtigen Technologie geworden, die nun den Einzug in unterschiedlichsten Bereichen Einzug hält.

ERP und die reale Welt

Gerade mit Blick auf die vierte industrielle Revolution ist KI eine wichtige Voraussetzung für die Steuerung von komplexen Produktionsabläufen in Echtzeit. An dieser Stelle sei allerdings ein kurzer Blick in die Vergangenheit erlaubt. Daten sind neben Rechenleistung und intelligenten Algorithmen eine fundamentale Voraussetzung. Heute sind Daten über jegliche Zustände in der Produktion vorhanden. Das sah vor einigen Jahrzehnten noch komplett anders aus. In den 1980er und 1990er Jahren waren es die ERP-Anbieter, wie unter anderem SAP, die die reale Produktionswelt mittels Software abgebildet haben. Hinter dieser Entwicklung konnte man dann zum Ende des letzten Jahrhunderts erfolgreich einen Haken machen. An dieser Stelle muss man einfach nochmals diese nicht triviale Leistung hervorheben.

Entscheidungen modellieren

Erst durch die vorhandene Datenstruktur war es möglich, mit diesen zu aktiv zu arbeiten. In der Vergangenheit war es möglich, sich beispielsweise über den Lagerbestand für einen bestimmten Artikel zu informieren. Der Ist-Zustand des Artikels in der realen Welt war also auf Knopfdruck im ERP-System darstellbar. Aber welche Auswirkungen hätte es für alle geplanten und vom Artikel betroffenen Fertigungsaufträge gehabt, wenn sich der Materialbestand im Lager dem Ende neigen würde und der Lieferant nicht In der Lage wäre, diesen rechtzeitig zu liefern?

Komplexität und Echtzeit

Mit diesem, wenn auch einfachen, Beispiel wird deutlich, dass sich mit der verspäteten Anlieferung eines Artikels unter Umständen die Abarbeitung vieler Fertigungsaufträge ändern würde. Die Auswirkungen der Veränderungen könnten müssten zeitaufwendig besprochen und abgeschätzt werden. Auf jeden Fall ist eines klar – ein Fertigungsplaner wäre nicht in der Lage, alle Eventualitäten abzuwägen und eine schnelle Entscheidung zu treffen. Intelligente Software-Algorithmen machen es nun möglich, komplexe Vorgänge zu berechnen und Entscheidungen zu vorzubereiten.

Künstliche Intelligenz und Industrie 4.0

Blickt man auf die unterschiedlichen Facetten der vierten industriellen Revolution, dann bedeutet das unter anderem eine individualisierte Fertigung mit Losgröße 1. Dabei wird sich die Anzahl der Fertigungsaufträge dramatisch erhöhen. Mit einer immer stärker werdenden Individualisierung der Produkte steigen auch die Variantenvielfalt und damit die Komplexität immer weiter an. Darüber hinaus vernetzen sich die Wertschöpfungsketten vom Hersteller mit Partnern, Lieferanten und Kunden immer tiefer. Damit steigt die Komplexität der Fertigung immer weiter. Diese hohe Komplexität ist heute ohne technische Hilfsmittel zur Optimierung und Entscheidungsfindung nicht mehr beherrschbar ist. Anbieter wie beispielsweise INFORM aus Aachen unterstützen seit vielen Jahren bereits Kunden aus der Industrie mit einer Optimierungs-Software, um intelligente und vor allem agile Entscheidungen zu treffen.

Mensch und KI – Hand in Hand

Somit wird KI auf dem Weg zur smarten Fabrik ein immer wichtiger werdender Baustein, um auch zukünftig die Wettbewerbsfähigkeit zu sichern. War es in der Vergangenheit der Roboter, der den Menschen von monotonen, anstrengenden und sich wiederholenden Routinetätigkeiten zu befreite, wird künstliche Intelligenz nun den Wissensarbeiter dabei unterstützen, komplexe Aufgabenstellungen zu berechnen und Lösungsvorschläge zu erarbeiten.