TREND KI auf der Nortec das: Fachkräfte müssen die KI vor ihrem Einsatz trainieren. Danach kann aus der intelligenten sogar eine selbst lernende Maschine werden. Konservierung von Wissen hilft bei Fachkräftemangel Das macht KI in Zeiten von Fachkräftemangel besonders interessant. „Im Hinblick auf den demografischen Wandel ist aus meiner Sicht das Erlernen von Domänenwissen durch eine Künstliche Intelligenz eines der spannendsten Forschungsthemen in der Produktionstechnik“, erklärt Prof. Christian Brecher, der den Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen am Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen leitet. Die „Konservierung von Expertenwissen“, wie Brecher den Wissenstransfer von Mensch zu Maschine nennt, würde dem gravierenden Fachkräftemangel in Zukunft entgegenwirken. Kleine und mittelständische Unternehmen verfügen oft nicht über die notwendigen finanziellen und personellen Kapazitäten, um KI in ihre Produktion zu integrie- ren. „Eine Lösung wäre die Kollaboration und das Schließen von Partnerschaften“, sagt Brecher, der auch Vorstandsmitglied der WGP (Wissenschaftliche Gesellschaft für Produktionstechnik) ist, ein Zusammenschluss führender Professorinnen und Professoren der Produktionswissenschaften. „Wir verfolgen diese Strategie in Aachen in unseren zahlreichen Centern und Arbeitskreisen zu verschiedenen Themenfeldern.“ Weiterhin böten Transferprojekte die Möglichkeit, das Wissen aus der Forschung in die Industrie zu übertragen. Ein Beispiel hierfür ist das Demonstrations- und Transfernetzwerk KI in der Produktion (ProKI), das weitgehend von der WGP getragen wird. Insgesamt acht Zentren verteilt in ganz Deutschland bieten Qualifizierungsund Transfermaßnahmen für produzierende Unternehmen an. Auf die Daten kommt es an Der Einsatz von KI in der industriellen Produktion bietet viele Vorteile, ist aber auch mit Herausforderungen verbunden. Zunächst einmal benötigen KI-Modelle hochwertige und ausreichende Daten. Deshalb empfiehlt Lena Weirauch von ai-omatic ganz pragmatisch, Unternehmen sollten „erst einmal Use cases angehen, für die eventuell schon einiges an Daten vorliegt“. Auch die Integration von KI in bestehende Produktionsprozesse und Maschinen könne komplex sein und erfordere oft Anpassungen und Investitionen. Deshalb lohne es sich, zunächst auf Standardtools oder bereits bestehende KI-Anwendungen zurückzugreifen, anstatt alles selbst zu entwickeln. Mitarbeitende müssen geschult werden Auch der Mensch ist nicht immer leicht vom KI-Einsatz zu überzeugen, wie die Start-up- Gründerin bemerkt hat. „Häufig erlebe ich erstmal eine Art Anti-Einstellung gegenüber KI aufgrund von Unwissenheit und fehlendem Know-how“, so Weirauch. Mitarbeitende müssten auf KI-Systeme vorbereitet und geschult werden, um sicherzustellen, dass sie die Technologie effektiv nutzen. Gleichwohl räumt die Start-up-Gründerin ein, dass KI in der Produktion ethische Fragen aufwerfe, insbesondere im Hinblick auf den Einsatz von autonomen Robotern und die Auswirkungen auf Arbeitsplätze. Wird die Fachkraft in der Fabrik tatsächlich nicht mehr gebraucht, nachdem das Wissen an die KI übertragen wurde? Denkena gibt eine differenzierte Antwort: „Vor jeder technisch bedeutsamen Revolution wurde die Frage gestellt, ob die Technik den Menschen überflüssig machen wird“, sagt er. „Vor der Einführung computergesteuerter Maschinen war die neue Rolle des Menschen in Fabriken ebenfalls schwer vorstellbar. Heute verstehen wir Computer selbstverständlich als Werkzeug und nicht als Konkurrenz. Ich denke, genauso werden wir zukünftig auch Künstliche Intelligenz als Werkzeug verstehen.“ Aufgaben für Fachkräfte werden komplexer Um in der Smart Factory zu arbeiten, seien neue Fähigkeiten gefragt. „Die Mitarbeitenden müssen vielseitig sein und brauchen Kompetenzen im Umgang mit Software“, erklärt der Wissenschaftler aus Hannover. Die Technologie „Active Speed Control“ des Laserspezialisten Trumpf soll mithilfe von KI die Schneidqualität kontinuierlich verbessern. Bild: Trumpf 20 Februar 2024
„Die Konservierung von Expertenwissen würde dem gravierenden Fachkräftemangel in Zukunft entgegenwirken“, sagt Prof. Christian Brecher, Inhaber des Lehrstuhls für Werkzeugmaschinen und Mitglied des Direktoriums des Werkzeugmaschinenlabors WZL der RWTH Aachen . Bild: RWTH Aachen Die Anzahl an Maschinen und deren Automatisierungsgrad werde mit Künstlicher Intelligenz weiter steigen. Während die Programmierung der einzelnen Maschinen deutlich einfacher werde, müssten die Mitarbeitenden dennoch mit einer Vielzahl verschiedener Maschinen umgehen können. Auch im Management produzierender Unternehmen sind für den Durchbruch von KI noch einige Widerstände zu überwinden. „Die mangelnde Bereitschaft zum Teilen von Daten ist bei Unternehmen aktuell noch eine große Hürde“, sagt Denkena. Industrielle Produktionsdatensätze seien auf großen KI-Plattformen wie Hugging Face kaum verfügbar. In vielen anderen Bereichen habe Open-Source dagegen maßgeblich zum Erfolg von KI-Modellen beigetragen. „Außerdem ist die Kommunikation im Internet der Dinge noch zu wenig standardisiert“, moniert der Wissenschaftler. Allein die Datenakquise erfordere daher individuelle Lösungen. „Die damit verbundenen notwendigen finanziellen Investitionen erschweren ins - besondere kleinen und mittelständischen Unternehmen den Einstieg in KI-Techno - logien.“ Klar ist unterdessen, dass kein Weg an KI vorbeiführt, wenn die industrielle Produk - tion international wettbewerbsfähig bleiben soll. „In Anbetracht der Herausforderungen, die auf die deutsche und europäische Industrie zukommen, wird KI eine wichtige Rolle für die Effizienzsteigerung unserer Produktion und Geschäftsprozesse und somit auch für die Wettbewerbsfähigkeit spielen“, sagt Brecher. Zudem werde KI ein entscheidender Faktor für die Innovationsfähigkeit der Unternehmen im Hinblick auf Produkte und Produktionsprozesse sein. USA proaktiver als Deutschland Hat Deutschland im internationalen Vergleich, insbesondere mit Blick auf China, Japan und die USA einen Entwicklungsvorsprung in der digital vernetzten Fertigung? Trumpf-Manager Kunz hat eine vielschichtige Antwort auf diese zentrale Frage. „Die deutschen Blechfertiger sind bei den Themen Digitalisierung und Automatisierung schon sehr gut aufgestellt, insbesondere im Vergleich zu Asien“, sagt er. Die nächste Entwicklungsstufe sieht Kunz im Bereich der digitalen Services. „Beispielsweise haben wir derzeit rund 5000 Maschinen im Feld, die an das IT-System von Trumpf angebunden sind. Kommt es zu Auffälligkeiten in den Maschinendaten, bemerken wir das sofort und kontaktieren den Kunden.“ Zudem biete Trumpf den Kunden an, ihre Maschinen aus der Ferne zu programmieren oder in der Nachtschicht zu entstören. Auf der Nortec war Trumpf mit Maschinen vor Ort, die sich für den Einstieg in die Trumpf-Welt eignen. Das sind Maschinen für Laserschneiden und -schweißen. Thematisch stand bei den ausgestellten Maschinen die digital vernetzte Fertigung im Vordergrund. „Solche Modelle sind technisch schon sehr weit, aber die deutsche Industrie ist eher vorsichtig, sie anzuwenden. Andere Länder wie die USA sind hier proaktiver“, resümiert Kunz. ■ Nortec www.messe-stuttgart.de/nortec Februar 2024 21
