Mit KI und Predictive Maintenance zur digitalen Fabrik

515796
Bild: ©nuttawutnuy/Stock.Adobe.com

In einer Studie von Strategy& und VDMA gaben über 90 Prozent der befragten Unternehmen an, im aktuellen Jahr Investitionen in generative KI-Anwendungen zu planen. Der breitflächige Einsatz von generativer KI steht dabei aber noch am Anfang – erst rund 7 Prozent der Unternehmen nutzen diese Technologie schon unternehmensweit. Doch KI-basierte Systeme für Aufgaben wie Prozessoptimierung, vorausschauende Wartung oder Energieverbrauchsoptimierung sind bereits auf dem Vormarsch. Praxisbeispiele verdeutlichen, dass IIoT und KI keine Zukunftsvision mehr sind, sondern zunehmend in der industriellen Praxis ankommen.

Datenlieferant trifft Dateninterpret

Während IIoT als Datenlieferant fungiert, übernimmt KI die Rolle des Dateninterpreten. IIoT-Plattformen aggregieren Daten aus heterogenen Maschinenparks und stellen diese Informationen für Analysen und Optimierungen bereit. KI kann aus diesen Daten Muster erkennen, Abweichungen frühzeitig identifizieren und Handlungsempfehlungen ableiten. Die Kombination beider Technologien zeigt ihre Stärken in drei Kernbereichen:

  • Datenaggregation und -vorverarbeitung: IIoT-Plattformen sammeln Daten aus unterschiedlichen Quellen. KI sorgt dafür, dass diese Daten bereinigt, klassifiziert und in Echtzeit analysiert werden können.
  • Prognosen und Optimierung: KI kann auch subtile Anomalien in Prozessparametern erkennen, die langfristig zu Qualitätseinbußen oder Ineffizienzen führen könnten.
  • Autonome Steuerung: Systeme könnten sich hin zu einer selbstlernenden Fertigung entwickeln, in der Anlagen ihre Parameter eigenständig anpassen, um Effizienz und Qualität zu erhöhen.

Predictive Maintenance als Effizienztreiber

Ein praxisnaher Ansatz, der die Effekte von IIoT und KI nutzenstiftend verbindet, ist Predictive Maintenance. Maschinen und Anlagen sind heute mit Sensoren ausgestattet, die Daten wie Temperatur, Energieverbrauch, Vibrationen oder Geräusche erfassen und an IoT-Plattformen übermitteln. KI-gestützte Analysen dieser Daten ermöglichen präzise Zustandsbewertungen und Prognosen, wann Wartungen tatsächlich erforderlich sind. Das Ziel ist klar: Ausfälle und ungeplante Stillstände vermeiden, Verfügbarkeiten erhöhen und Kosten reduzieren. Regelmäßige, aber oft pauschal festgelegte Wartungszyklen werden durch bedarfsgerechte Maßnahmen ersetzt. Laut des VDMA-Kundendienstbenchmarks 2020 nutzten zum Zeitpunkt rund 20 Prozent der Maschinenbauunternehmen schon Predictive-Maintenance-Tools – ein Anteil, der in den kommenden Jahren deutlich steigen dürfte.

Die Plattformauswahl und -integration

Die Basis jeder IIoT-Strategie ist die gewählte Plattform. Mit weltweit über 21 Milliarden vernetzten IoT-Geräten insgesamt (Schätzung für das Jahr 2025; Quelle: iot-analytics.com) ist klar, dass IIoT auch längst Teil des Fertigungsalltags ist. Doch die Plattformlandschaft ist fragmentiert, und viele Unternehmen stehen vor der Herausforderung, maschinenkompatible und skalierbare Produkte zu finden. Offene, standardbasierte Plattformen mit Edge- und Cloud-Integration sowie eingebetteten KI-Funktionen setzen sich durch. Die VDMA-Publikation ‚Mehrwert durch Software‘ bietet hier Orientierung, indem sie viele branchenspezifische IoT-Plattformen und Anbieter auflistet.

IIoT-Integration in ERP und MES

Die Verknüpfung von IIoT-Applikationen mit ERP- und MES-Anwendungen bildet das Rückgrat vieler Produktionsumgebungen. ERP-Systeme verarbeiten Echtzeitdaten aus der Fertigung, die automatische Produktionsplanung, Qualitätskontrolle und vorausschauende Wartung ermöglichen. MES-Anwendungen dienen als operative Schaltstellen, die Daten aus Maschinenparks aufnehmen, verarbeiten und an übergeordnete Systeme weitergeben. Herausforderungen wie die Integration heterogener Geräte, große Datenmengen oder Cybersecurity müssen dabei gemeistert werden. Künftige Entwicklungen – von 5G über Edge Computing bis zu KI-gestützten Analysen – werden diese Systeme weiter voranbringen.

Aufgabe des VDMA

Die Verschmelzung der Instrumente rund um Kürzel wie IIoT, KI, ERP und MES ist ein zentraler Schlüssel zur Fertigungsoptimierung. Unternehmen, die hier konsequent investieren, können Wettbewerbsvorteile und eine Basis schaffen, auf der digitale Fabriken mit hoher Effizienz, Flexibilität und Qualität möglich werden. Der VDMA Fachverband Software und Digitalisierung will Unternehmen in all diesen Bereichen unterstützen, mit Informationen über die Plattformauswahl, zu ihrem Betrieb und mit dem Angebot von Formaten zum Erfahrungs- und Wissensaustausch.

VDMA Verband Deutscher maschinen- und Anlagenbauer e.V., Frankfurt Main 26.09.2017 (c) Team Uwe Nölke | Fotografie & Film für Menschen & Unternehmen, D-61476 Kronberg, Brunnenweg 21, T +49 6173 321413, look@team-uwe-noelke.de, www.team-uwe-noelke.
Bild: VDMA e.V.

Autor:

Prof. Claus Oetter ist
Geschäftsführer beim VDMA Software und Digitalisierung
sowie Leiter der Abteilung Informatik.



  • Neuer CEO für Bentley Systems

    Neuer CEO für Bentley Systems

    Bentley Systems hat einen neuen CEO. Mit Nicholas Cumins übernimmt erstmals eine Führungskraft, die nicht aus der Bentley-Familie stammt, die Geschicke des CAD-Spezialisten.

    mehr lesen: Neuer CEO für Bentley Systems

  • Eplan feiert 40-jähriges Firmenjubiläum

    Eplan feiert 40-jähriges Firmenjubiläum

    1984 wurde das Elektro-Engineering aus der Taufe gehoben und damit auch die Software, die dem Unternehmen Eplan seinen Namen gab. Das 40-jährige Bestehen wurde nun mit einer Veranstaltung im Nationalen…

    mehr lesen: Eplan feiert 40-jähriges Firmenjubiläum

  • Inneo und Klietsch gehen Partnerschaft ein

    Inneo und Klietsch gehen Partnerschaft ein

    Nach mehreren Jahrzehnten der Zusammenarbeit gehen Inneo und die Ingenieurgemeinschaft Klietsch eine strategische Partnerschaft ein.

    mehr lesen: Inneo und Klietsch gehen Partnerschaft ein

  • Fachpack nimmt die EU-Verpackungsverordnung in den Fokus

    Fachpack nimmt die EU-Verpackungsverordnung in den Fokus

    Wenn die Fachpack vom 24. bis 26. September im Messezentrum Nürnberg stattfindet, gibt die Fachmesse Einblicke in alle relevanten Themen der Verpackungswirtschaft.

    mehr lesen: Fachpack nimmt die EU-Verpackungsverordnung in den Fokus

  • Maschinen- und Anlagenbau mit deutlichen Ordereinbußen

    Maschinen- und Anlagenbau mit deutlichen Ordereinbußen

    Im Mai lagen die Bestellungen im Maschinenbau um real 27 Prozent unter ihrem Vorjahreswert. Ein großer Teil des Rückgangs führt der VDMA auf einen Basiseffekt zurück, sieht aber im Ergebnis…

    mehr lesen: Maschinen- und Anlagenbau mit deutlichen Ordereinbußen

  • Wie KI die Datensicherheit verbessert

    Wie KI die Datensicherheit verbessert

    Künstliche Intelligenz kann große Datenmengen schnell und präzise analysieren, um Muster und Anomalien zu erkennen. Das ist auch im Security-Bereich hilfreich. Forcepoint, ein Spezialist für IT-Sicherheit, nennt einige Beispiele, wie…

    mehr lesen: Wie KI die Datensicherheit verbessert

  • Mit KI Produktions- und Lieferketten optimieren

    Mit KI Produktions- und Lieferketten optimieren

    Im Forschungsprojekt VaStNet (Value Stream Optimization Networks) untersuchen SimPlan, Sieben Consulting-Training-System und die Hochschule RheinMain (HSRM), wie Planerinnen und Planer zukünftig KI-gestützt korrekte Wertströme mittels neuronaler Netze einfacher modellieren und…

    mehr lesen: Mit KI Produktions- und Lieferketten optimieren

  • Remira ernennt Ralph Hartwig zum Finanzchef

    Remira ernennt Ralph Hartwig zum Finanzchef

    Ralph Hartwig ist neuer CFO beim Softwareanbieter Remira. Das Führungsspitze des Unternehmens ist somit wieder komplett.

    mehr lesen: Remira ernennt Ralph Hartwig zum Finanzchef

  • Was macht eigentlich ein Softwaretester?

    Was macht eigentlich ein Softwaretester?

    Wenn ein Computer-Programm einen Fehlercode anzeigt oder gar nichts mehr geht, ist der Ärger groß. Um solche Probleme im Vorfeld zu erkennen und zu vermeiden, gibt Tester. Im Interview erklärt…

    mehr lesen: Was macht eigentlich ein Softwaretester?

  • Edag eröffnet Simulationszentrum

    Edag eröffnet Simulationszentrum

    Im Zero Prototype Lab der Edag Group in Wolfsburg können Kunden ihre Entwicklungen anhand von Simulatoren testen.

    mehr lesen: Edag eröffnet Simulationszentrum

  • Florian Jurecka leitet Vertrieb und Marketing bei Aucotec

    Florian Jurecka leitet Vertrieb und Marketing bei Aucotec

    Aucotec verstärkt die Führungsebene und bündelt damit seine Marketing- und Vertriebsaktivitäten. Diese verantwortet künftig Florian Jurecka.

    mehr lesen: Florian Jurecka leitet Vertrieb und Marketing bei Aucotec

  • Ein Upgrade für den Teilchenbeschleuniger

    Ein Upgrade für den Teilchenbeschleuniger

    Dem größten Teilchenbeschleuniger der Welt steht ein Upgrade bevor. Denn zukünftig sollen weit größere Datenmengen als bisher ausgetauscht werden – und das auch schneller. Nokia ist Teil eines Forschungsprojekts, das…

    mehr lesen: Ein Upgrade für den Teilchenbeschleuniger