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.



  • Vernetzte Systeme im Vorfeld testen

    Vernetzte Systeme im Vorfeld testen

    Wechselnde Umgebungsbedingungen durch Ad-hoc-Vernetzung, ständige Rekonfigurationen bedingt durch kleine Losgrößen und Softwareupdates im Feld sind Indikatoren dafür, dass das Testen von Systemen im laufenden Betrieb zunehmend an Bedeutung gewinnt. Um…

    mehr lesen: Vernetzte Systeme im Vorfeld testen

  • Unternehmen gewichten Technologie und Qualifizierung gleich

    Unternehmen gewichten Technologie und Qualifizierung gleich

    Unternehmen mit KI-Projekten sind dann am erfolgreichsten, wenn die Qualifizierung der eigenen Mitarbeiter den gleichen Stellenwert wie Investitionen in intelligente Technologien hat. Dazu gehört auch das Schaffen einer Lernkultur, die…

    mehr lesen: Unternehmen gewichten Technologie und Qualifizierung gleich

  • Wie ist der Stand der Industrie 4.0?

    Wie ist der Stand der Industrie 4.0?

    Von Februar bis April befragte der Digitalverband Bitkom Industrieunternehmen nach dem Stand der Digitalisierung. Im Vergleich zur Studie von vor zwei Jahren zeigt sich eine positive Entwicklung.

    mehr lesen: Wie ist der Stand der Industrie 4.0?

  • Weniger Ausfuhren, Entspannungstendenzen aus China

    Weniger Ausfuhren, Entspannungstendenzen aus China

    Aufgrund der Corona-Pandemie sind die Exporte der deutschen Maschinenbauer im ersten Quartal gesunken — im Vergleich zum Vorjahr um 6,6 Prozent.

    mehr lesen: Weniger Ausfuhren, Entspannungstendenzen aus China

  • Unternehmen wollen nach Corona digitaler werden

    Unternehmen wollen nach Corona digitaler werden

    63 Prozent der KMU rechnen laut einer McKinsey-Befragung mit einem Umsatzrückgang im aktuellen Quartal. Dennoch blicken 77 Prozent nach wie vor positiv in die Zukunft.

    mehr lesen: Unternehmen wollen nach Corona digitaler werden

  • SmartFactory-KL präsentiert Production Level 4 Demonstrator

    SmartFactory-KL präsentiert Production Level 4 Demonstrator

    Im Production Level 4 Demonstrator stellt die SmartFactoty-KL neue Produktionstechniken vor — ein Update der Industrie 4.0.

    mehr lesen: SmartFactory-KL präsentiert Production Level 4 Demonstrator

  • Welche Vorteile bringt Servitization für die Fertigung

    Welche Vorteile bringt Servitization für die Fertigung

    Unternehmen, die dank digitaler Technologien auf Servitization setzen, können laut einer Studie 30 Prozent mehr Umsätze im Service-Bereich erzielen, als ihre Mitbewerber.

    mehr lesen: Welche Vorteile bringt Servitization für die Fertigung

  • Partnerschaft zwischen Easy Software und Rhenus

    Partnerschaft zwischen Easy Software und Rhenus

    Easy Software und Rhenus Office Systems gehen eine strategische Partnerschaft ein, um Kunden eine Rundumlösung für ihr Dokumentenmanagement zur Verfügung zu stellen.

    mehr lesen: Partnerschaft zwischen Easy Software und Rhenus

  • TeDo Verlag erwirbt agt Verlag

    TeDo Verlag erwirbt agt Verlag

    Der TeDo Verlag erweitert sein Fachmedienportfolio und hat die Medienmarken des agt Verlags aus Ludwigsburg übernommen.

    mehr lesen: TeDo Verlag erwirbt agt Verlag

  • André Panné ist neuer Geschäftsführer der GIS

    André Panné ist neuer Geschäftsführer der GIS

    Die GIS hat einen neuen Geschäftsführer ernannt. André Panné löst Dr. Ansgar Niehof beim Spezialisten für Instandhaltungslösungen im Segment Industrie ab.

    mehr lesen: André Panné ist neuer Geschäftsführer der GIS

  • Selbstlernende KI-Appliance

    Selbstlernende KI-Appliance

    Fortinet stellt FortiAI vor. Die On-Premises KI-Appliance nutzt selbstlernende tiefe neuronale Netze, um Sicherheitsanalysen durchzuführen und die Bedrohungsbeseitigung zu beschleunigen.

    mehr lesen: Selbstlernende KI-Appliance

  • Corona-Pandemie trifft Maschinenbau flächendeckend

    Corona-Pandemie trifft Maschinenbau flächendeckend

    Die Corona-Pandemie ist im Maschinenbau inzwischen flächendeckend zu spüren. Neun von zehn Betrieben sehen sich als Betroffene der wirtschaftlichen Folgen der Pandemie, lautet das Ergebnis der vierten VDMA-Blitzumfrage unter seinen…

    mehr lesen: Corona-Pandemie trifft Maschinenbau flächendeckend