Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB
Institutsteil Industrielle Automation

Künstliche Intelligenz: Meilensteine in Lemgo

Künstliche Intelligenz: Meilensteine in Lemgo

Wissenschaftsprojekt mit hohem Potenzial für KI erfolgreich beendet.

(Lemgo) Künstliche Intelligenz (KI) in produzierenden Unternehmen einzusetzen, bedeutet mehr Effizienz und Flexibilität, weltweite Kommunikation in Echtzeit und sogar den Blick in die Zukunft, was Beeinträchtigungen oder Ausfälle angeht. Daher gilt das Thema KI im industriellen Umfeld als entscheidende Größe bei der unternehmerischen Existenzsicherung im Wettbewerb auf globalen Märkten. Grund genug für die Forscherinnen und Forscher von Fraunhofer in Lemgo, sich diesem Zukunftsthema intensiv zu widmen. Das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) als Vorhaben der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) geförderte Projekt „AgAVE“ wurde erfolgreich abgeschlossen. Das Ergebnis war kein Roboter mit leuchtend roten Augen, sondern ein Assistenzsystem für die Produktion. Zwei Jahre forschten Wissenschaftler vom Fraunhofer IOSB-INA in Lemgo und vom Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme (IMMS) in Ilmenau gemeinsam an der Entwicklung eines Industrie 4.0-konformen Assistenzsystems – einem weiteren Meilenstein zur KI in der Fabrik der Zukunft.


Bild: Fraunhofer IOSB-INA

Heilsbringer, Schreckgespenst oder Utopie: Die Existenz „echter“ KI oder künstlichen Bewusstseins ist in der Forschung umstritten.
In Lemgo kommt man dem Konzept im Kontext industrieller Produktion jedoch sehr nahe. 

 

Das entwickelte Assistenzsystem überwacht modulare Produktionsanlagen im laufenden Betrieb und stellt so reibungslose Prozesse sicher. Durch eine geschickte, logisch-mathematisch komplexe Analyse der Daten der Produktionsanlagen, kann das Assistenzsystem eine Aussage über den aktuellen Zustand der Maschine geben.

Bei auftretenden Fehlern wird der Anlagenoperator bei der zumeist komplexen Fehlerursachenanalyse unterstützt. Unter der Leitung des Fraunhofer IOSB-INA wurden intelligente Algorithmen zur Datenanalyse entwickelt. „Die Herausforderung bei der Analyse modularer Anlagen ist die Anpassung der Verfahren des maschinellen Lernens auf den industriellen Einsatz“, sagt die Projektingenieurin Kaja Balzereit. Der schlaue Code kann nun Fehlerursachen in den Maschinen und Anlagen erkennen, verstopfte Rohre von Bedienfehlern unterscheiden und Defekte oder Ausfälle erkennen. Über OPC UA, einem Standard für den plattformunabhängigen Datenaustausch, können die Informationenweltweit in Echtzeit abgerufen werden. Das Besondere an der Entwicklung aus Lemgo ist, dass jedes verteilte Produktionsmodul von einem eigenen Assistenzsystem überwacht wird. Unterschiedliche sogenannte subsymbolische, intelligente Algorithmen erkennen Anomalien, bewerten die Bedeutung für das Gesamtsystem und bündeln die Informationen an die übergeordnete, sogenannte symbolische KI. Diese KI kann die Anlagendaten dann zu nützlichen Informationen und Handlungsanweisungen für den Bediener verarbeiten und mit diesem kommunizieren bzw. vor bevorstehenden Ausfällen warnen.


Bild: Fraunhofer IOSB-INA

Kaja Balzereit ist wissenschaftliche Mitarbeiterin bei Fraunhofer in Lemgo. Neben Ihrer Promotionstätigkeit forscht sie in der Arbeitsgruppe „Maschinelles Lernen“ an produktionsnahen Anwendungsfällen für Künstliche Intelligenz.  

Das Ilmenauer Institut steuerte in diesem Projekt seine Expertise im Bereich der Entwicklung einer geeigneten Infrastruktur bei, um eine sorgfältige Datenverwaltung sicherzustellen. Das Projekt wurde vom Industriebeirat aus verschiedenen Unternehmen der Automatisierungsbranche begleitet. Die Unternehmen gaben im Rahmen von regelmäßigen Sitzungen während des Projektes Anregungen und Vorschläge, um einen industrienahen Einsatz des Assistenzsystems sicherzustellen.

Unter der Leitung von Fraunhofer Lemgo wurde mit diesem künstlichen Produktionsassistenten möglicherweise soeben der Meilen- oder Grundstein gelegt, das Gesicht der industriellen Produktion für immer zu verändern. Neben Künstlicher Intelligenz werden in Lemgo weitere bedeutsame Zukunftsthemen wie das Internet der Dinge (IoT), Cybersicherheit oder Intelligente Sensorsysteme erforscht. 

AgAVE wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie als Vorhaben der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) unter dem Kennzeichen 19341BG gefördert.