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.



  • Prozessdampf nachhaltiger machen

    Prozessdampf nachhaltiger machen

    Für technische Produktionsprozesse, etwa in der chemischen Industrie, kommt zur Wärmeversorgung sogenannter Prozessdampf zum Einsatz. Für die Dampferzeugung werden bisher zumeist fossile Brennstoffe verwendet. Ein Forschungsprojekt will diesen Prozess nun…

    mehr lesen: Prozessdampf nachhaltiger machen

  • Autocrypt und MicroNova arbeiten zusammen

    Autocrypt und MicroNova arbeiten zusammen

    Im Rahmen einer strategischen Partnerschaft wollen die Unternehmen Autocrypt und MicroNova Testlösungen im Bereich der automobilen Cybersicherheit entwickeln.

    mehr lesen: Autocrypt und MicroNova arbeiten zusammen

  • Mehr Rechtssicherheit für die Cybersicherheitsforschung

    Mehr Rechtssicherheit für die Cybersicherheitsforschung

    Cybersicherheitsforschende können Datenschutzvorschriften oft nicht befolgen, da sie vor Beginn einer Forschungsaktivität nicht wissen, ob und welche personenbezogenen Daten sie genau verarbeiten werden.

    mehr lesen: Mehr Rechtssicherheit für die Cybersicherheitsforschung

  • Wibu-Systems lädt zum Informationstag

    Wibu-Systems lädt zum Informationstag

    Am 20. März 2024 veranstaltet Wibu-Systems einen Informationstag zum Thema IT-Security in der Fertigung.

    mehr lesen: Wibu-Systems lädt zum Informationstag

  • Mehr als 5.000 Besucher kamen zur Maintenance

    Mehr als 5.000 Besucher kamen zur Maintenance

    Mit einem Besucherzuwachs von 25 Prozent ziehen die Veranstalter der Messen Maintenance und Pumps & Valves ein positives Fazit und wollen die Veranstaltung auch im nächsten Jahr zeitgleich ausrichten.

    mehr lesen: Mehr als 5.000 Besucher kamen zur Maintenance

  • 8 von 10 Betrugsspezialisten wollen bis 2025 generative KI einsetzen

    8 von 10 Betrugsspezialisten wollen bis 2025 generative KI einsetzen

    Generative AI könnte in den nächsten Jahren eine zentrale Rolle bei der Betrugsbekämpfung spielen. So planen 83 Prozent der Teilnehmer am Anti-Fraud Technology Benchmarking Report, die Technologie innerhalb der nächsten…

    mehr lesen: 8 von 10 Betrugsspezialisten wollen bis 2025 generative KI einsetzen

  • Zero-Trust-Konzept für 5G-Campusnetze

    Zero-Trust-Konzept für 5G-Campusnetze

    Trend Micro hat auf dem Mobile World Congress 2024 in Barcelona einen plattformbasierten Ansatz zur Absicherung von 5G-Implementierungen vorgestellt. Für solche Produkte gründete der Anbieter letztes Jahr extra die Tochtergesellschaft…

    mehr lesen: Zero-Trust-Konzept für 5G-Campusnetze

  • Konsortium will Innovationen für die Klimaneutralität beschleunigen

    Konsortium will Innovationen für die Klimaneutralität beschleunigen

    Die EU strebt bis 2050 Klimaneutralität an. Das Projekt RISEnergy (Research Infrastructure Services for Renewable Energy) soll auf dem Weg dorthin die Entwicklung von Innovationen für erneuerbare Energien bis zur…

    mehr lesen: Konsortium will Innovationen für die Klimaneutralität beschleunigen

  • Pilotprojekt erforscht Kreislaufwirtschaft in der Fahrzeugproduktion

    Pilotprojekt erforscht Kreislaufwirtschaft in der Fahrzeugproduktion

    Wie eine nachhaltige und ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft für kleine und leichte Elektrofahrzeuge bzw. Leichtkraftfahrzeuge aussehen kann, erforschen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Bergischen Universität Wuppertal sowie der Hochschule Bochum im Projekt Pilot4CircuLEV.

    mehr lesen: Pilotprojekt erforscht Kreislaufwirtschaft in der Fahrzeugproduktion

  • VDI setzt Mentoringprogramm für ausländische Ingenieure auf

    VDI setzt Mentoringprogramm für ausländische Ingenieure auf

    Mit dem Projekt Xpand will der VDI ein Mentoring-Programm etablieren, das Ingenieure und Ingenieurinnen ausländischer Herkunft bei der Integration in den Arbeitsmarkt unterstützen soll.

    mehr lesen: VDI setzt Mentoringprogramm für ausländische Ingenieure auf

  • Exportindustrie mit „Luft nach oben“

    Exportindustrie mit „Luft nach oben“

    Zwar verbessern sich laut aktueller Ifo-Kennzahlen die Exporterwartungen der Industrie, jedoch rechnen insgesamt nur wenige Branchen mit Zuwächsen.

    mehr lesen: Exportindustrie mit „Luft nach oben“

  • Neues Fachforum auf der Rapid.Tech 3D

    Neues Fachforum auf der Rapid.Tech 3D

    Mit der Veranstaltung AM4industry widmet die Rapid-Tech 3D Trendthemen rund um den industriellen 3D-Druck ein eigenes Fachforum. Initiator und Organisator ist die VDMA-Arbeitsgemeinschaft Additive Manufacturing.

    mehr lesen: Neues Fachforum auf der Rapid.Tech 3D