Künstliche Intelligenz und Maschinelles Lernen

Wichtiges Kennzeichen von Industrie 4.0 ist die durchgängige Vernetzung und Durchdringung aller Komponenten der Fabrik sowie kompletter Wertschöpfungsketten mit Sensorik, eingebetteten Systemen und Kommunikationstechnik – sog. Cyber-Physische Systeme. Dadurch fallen von der Planung der zu fertigenden Produkte und Produktionsmittel über ihre Herstellung bis zur Nutzung der Produkte große Mengen an Daten an, die meist maschinell erzeugt werden. Diese Daten sind Grundlage für moderne und mächtige Analyse- und Auswerteverfahren, die heute als ‚Künstliche Intelligenz‘ (KI) bezeichnet werden. KI-Verfahren verfügen über „die Fähigkeit, mit neuen Situationen erfolgreich umzugehen, neue Daten oder neue Informationen zu verarbeiten, aus dem verfügbaren Wissen zu schlussfolgern und damit neues Wissen zu generieren (…) oder auch neue Aufgaben zu lösen[1].“ Heute geht man allgemein davon aus, dass KI eine Schlüsseltechnologie ist, mit der Anwender in allen Stufen der Wertschöpfung hohe Verbesserungspotenziale ausschöpfen können.

Aktuelle Studien attestieren Deutschland zwar eine gute Position in der KI-Forschung, den USA aber eine wesentlich höhere Wettbewerbsfähigkeit in den KI-Anwendungen. China investiert massiv in Künstliche Intelligenz - seine Unternehmen werden in wenigen Jahren auf den deutschen Markt für KI-Anwendungen in der Produktion drängen. Darum ist es nur richtig, dass die Bundesregierung in ihrer KI-Strategie das Ziel formuliert, Deutschland und Europa zu einem führenden KI-Standort zu machen[2]. Industrielle Produktion ist dabei eines der wichtigsten Anwendungsfelder. In unseren Demo-Fabriken und anhand konkreter und herausfordernder Anwendungsfälle unserer Kunden aus der industriellen Fertigung arbeiten wir schon heute an innovativen KI-Methoden und –Werkzeugen.

Das IOSB ist das führende Institut des Fraunhofer Leitprojekts Machine Learning for Production (ML4P). Außerdem ist das IOSB geneinsam mit anderen Partnern Teil des Fraunhofer-Cluster of Excellence "Cognitive Internet Technologies" und dort im Zentrum 'Maschinelles Lernen" vertreten.

Nächster Meilenstein ist der Bau der Karlsruher Forschungsfabrik: Gemeinsam mit dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) bauen wir eine 4.500 m² große Fabrik, in der wir unreife Fertigungsprozesse schnell zur Serienreife bringen. Ihre Grundidee basiert auf der immer häufiger anzutreffenden Beobachtung, dass neue Fertigungsprozesse nicht mehr wie bisher von Ingenieuren vollständig ausspezifiziert werden. Vielmehr muss es möglich sein, qualitativ hochwertige neue Produkte schon zu produzieren, wenn parallel dazu noch die Fertigungsprozesse entstehen. Somit entwickeln wir in der der Karlsruher Forschungsfabrik einen systematischen Ansatz – unter Nutzung maschinellen Lernens und moderner Regelungstechnik – an welchen Schrauben im Prozess man 'drehen' muss, damit die Qualität der Produkte gleichmäßig hoch ist und bleibt.

[1] PaiCE (Hrsg.): Studie Potenziale der Künstlichen Intelligenz im produzierenden Gewerbe in Deutschland

[2] Strategie Künstliche Intelligenz der Bundesregierung, siehe www.ki-strategie-deutschland.de

Lesen Sie dazu auch unseren Beitrag in OEM und Lieferant 2019.

Qualifizierung von Data Scientists und Data Analysts

In Zusammenarbeit mit der Fraunhofer Academy und der Fraunhofer Allianz Big Data und KI bieten wir ein zertifiziertes Ausbildungs-Programm sowie methoden- und branchenspezifische Schulungen an.

Künstliche Intelligenz für die Produktion von morgen