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.



  • NX-integriertes Tool gegen Überhitzung beim 3D-Druck

    NX-integriertes Tool gegen Überhitzung beim 3D-Druck

    Siemens Digital Industries Software hat den Additive Manufacturing (AM) Path Optimizer vorgestellt. Die Beta-Technologie ist in die Engineering-Anwendung NX integriert, um Anwendern bei der Lösung von Überhitzungsproblemen bei Designs für…

    mehr lesen: NX-integriertes Tool gegen Überhitzung beim 3D-Druck

  • Neues Batchnesting-Tool in 4D_Additive

    Neues Batchnesting-Tool in 4D_Additive

    Das Software-Unternehmen CoreTechnologie hat auf der Formnext in Frankfurt die neueste Version der Software 4D_Additive vorgestellt. Das Release wird unter anderem mit einem neuen Batchnesting-Tool ausgeliefert, mit dem sich in…

    mehr lesen: Neues Batchnesting-Tool in 4D_Additive

  • Industrierouter in einer Minute einsatzbereit

    Industrierouter in einer Minute einsatzbereit

    Datensicherheit und Zugriffsschutz sind bei der Einrichtung industrieller Router eine oft komplexe Materie. Mit dem Tool Simply.

    mehr lesen: Industrierouter in einer Minute einsatzbereit

  • Anzeige
    Retarus beschleunigt Datenaustausch in der Produktion

    Retarus beschleunigt Datenaustausch in der Produktion

    Die Digitalisierungs- und Automatisierungslösungen von Retarus ermöglichen effiziente Abläufe ohne manuellen Aufwand oder Kompromisse bei der Datensouveränität

    mehr lesen: Retarus beschleunigt Datenaustausch in der Produktion

  • Richtlinie zur Implementierung und dem Betrieb von Big-Data-Anwendungen

    Richtlinie zur Implementierung und dem Betrieb von Big-Data-Anwendungen

    Eine voranschreitende digitale Kommunikation, der Breitbandausbau und die quasi überall mögliche Verarbeitungsmöglichkeit von Daten beflügeln die Diskussion um Big Data in der Öffentlichkeit und Fachwelt gleichermaßen.

    mehr lesen: Richtlinie zur Implementierung und dem Betrieb von Big-Data-Anwendungen

  • Neue IT-Sicherheitslösungen für Steuerungssysteme

    Neue IT-Sicherheitslösungen für Steuerungssysteme

    Trend Micro hat kürzlich zwei Sicherheitslösungen für industrielle Steuerungssysteme (ICS) auf den Markt gebracht. Sie wurden von dem Joint Venture TXOne Networks entwickelt, in dem Trend Micro und der Hardware-Spezialist…

    mehr lesen: Neue IT-Sicherheitslösungen für Steuerungssysteme

  • Drei ERP-Anbieter verschmelzen zur Step Ahead Group

    Drei ERP-Anbieter verschmelzen zur Step Ahead Group

    Aus drei mach eins: Aus den ERP-Anbietern Step Ahead Software, Germering, Godesys und Informing wird die Step Ahead Group.

    mehr lesen: Drei ERP-Anbieter verschmelzen zur Step Ahead Group

  • 5G-Anwendungen für die Industrie erforschen

    5G-Anwendungen für die Industrie erforschen

    Gemeinsam mit Unternehmen und Forschungspartnern Einsatzgebiete der neuen Mobilfunktechnologie 5G in der Produktion zu erforschen und praxisnah zu erproben, ist das Ziel des 5G-Industry Campus Europe.

    mehr lesen: 5G-Anwendungen für die Industrie erforschen

  • Neuer CEO bei M&M Software

    Neuer CEO bei M&M Software

    Klaus Hübschle tritt Anfang 2020 die Nachfolge von Andreas Börngen als CEO von M&M Software an.

    mehr lesen: Neuer CEO bei M&M Software

  • Trends für die Fabrik der Zukunft

    Trends für die Fabrik der Zukunft

    Wohin entwickeln sich die Fabriken in den nächsten Jahren? Philipp Wallner von MathWorks wagt die Prognose, das fünf Faktoren darunter sein werden, die individuelles Fertigen und Ressourceneffizienz in Einklang bringen.

    mehr lesen: Trends für die Fabrik der Zukunft

  • Schaeffler-Finanzchef Dietmar Heinrich wechselt zu Dürr

    Schaeffler-Finanzchef Dietmar Heinrich wechselt zu Dürr

    Dietmar Heinrich wird neuer Finanzvorstand der Dürr AG. Zudem ernannte der Aufsichtsrat Dr. Jochen Weyrauch zum stellvertretenden Vorstandsvorsitzenden.

    mehr lesen: Schaeffler-Finanzchef Dietmar Heinrich wechselt zu Dürr

  • EU-Exporte bleiben stabil

    EU-Exporte bleiben stabil

    Die Maschinenbauer aus Deutschland müssen sich in einem zunehmend schwierigeren wirtschaftlichen Umfeld behaupten. Das Jahr 2019 war geprägt von einer schwachen Weltkonjunktur, immer härteren Drohungen und Sanktionen in den globalen…

    mehr lesen: EU-Exporte bleiben stabil