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.



  • Planungsoptimierung in Echtzeit

    Planungsoptimierung in Echtzeit

    Im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Forschungsprojektes ProPlanE haben die Projektpartner den Prototypen einer Analyseplattform entwickelt, mit der sich die Fertigungsplanung auf Basis von Process-Mining-Verfahren in…

    mehr lesen: Planungsoptimierung in Echtzeit

  • Maschinenbauer suchen Virtual-Reality-Designer

    Maschinenbauer suchen Virtual-Reality-Designer

    Maschinen- und Anlagenbauer sind Vorreiter bei der Nutzung von Augmented Reality (AR) und Virtual Reality (VR). Mehr als jedes Dritte Unternehmen (34%) nutzt die Technologien bereits – doppelt so viele…

    mehr lesen: Maschinenbauer suchen Virtual-Reality-Designer

  • Schneider Electric startet erstes Innovationszentrum in der DACH-Region

    Schneider Electric startet erstes Innovationszentrum in der DACH-Region

      Schneider Electric hat seinen ersten Innovation Hub in der DACH-Region eröffnet. Ab sofort steht Kunden, Partnern, Schülern und Studenten auch im Schwarzwald ein Schneider Electric Innovation Hub offen.

    mehr lesen: Schneider Electric startet erstes Innovationszentrum in der DACH-Region

  • 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

  • Cyberangriff bei Pilz

    Cyberangriff bei Pilz

    Mitte Oktober ist Pilz Ziel eines schweren Cyberangriffs geworden. Weltweit waren Server- und Kommunikationssysteme des Automatisierungsanbieters betroffen.

    mehr lesen: Cyberangriff bei Pilz

  • Bundesregierung zieht Bilanz

    Bundesregierung zieht Bilanz

    Vor einem Jahr hat die Bundesregierung ihre Strategie Künstliche Intelligenz beschlossen. Das Ziel: Die weitere Entwicklung und Anwendung von Künstlicher Intelligenz ganzheitlich politisch zu gestalten. Nun zog man seitens der…

    mehr lesen: Bundesregierung zieht Bilanz

  • Deutsche Wirtschaft wächst leicht

    Deutsche Wirtschaft wächst leicht

    Mit einem leichten Wachstum im dritten Quartal ist die deutsche Wirtschaft knapp einer Rezession entgangen. Wie das Statistische Bundesamt mitteilt, wuchs das Bruttoinlandsprodukt in diesem Zeitraum um 0,1 Prozent.

    mehr lesen: Deutsche Wirtschaft wächst leicht

  • Proalpha übernimmt Tisoware

    Proalpha übernimmt Tisoware

    Der ERP-Anbieter Proalpha übernimmt Tisoware, ein Anbieter für Zeitwirtschaftssoftware. Gemeinsam wollen beide Unternehmen ihre Kunden noch besser bei der Digitalisierung unterstützen.

    mehr lesen: Proalpha übernimmt Tisoware

  • Fertigungsindustrie wächst, aber langsamer

    Fertigungsindustrie wächst, aber langsamer

    Trotz schwieriger Marktbedingungen befindet sich die Fertigungsindustrie weiter im Wachstum. Dies zeigt der Global Growth Index des Softwareanbieters Epicor. Demnach betrug das Wachstum im Vergleich zur Vorjahresbefragung ein Prozent.

    mehr lesen: Fertigungsindustrie wächst, aber langsamer

  • Richtlinienreihe: Anlagen der Verfahrenstechnik modular entwickeln

    Richtlinienreihe: Anlagen der Verfahrenstechnik modular entwickeln

    Die Richtlinie VDI/VDE/NAMUR 2658 Blatt 1 ‚Automatisierungstechnisches Engineering modularer Anlagen in der Prozessindustrie – Allgemeines Konzept und Schnittstellen‘ wurde im Oktober 2019 in deutsch und englisch veröffentlicht. Darin wird das…

    mehr lesen: Richtlinienreihe: Anlagen der Verfahrenstechnik modular entwickeln

  • Schäden übersteigen 100Mrd.€

    Schäden übersteigen 100Mrd.€

    Rund 100Mrd.€ Schaden ist deutschen Unternehmen im vergangenen Jahr durch kriminelle Attacken entstanden. 75% der für eine Bitkom-Studie befragten Unternehmen waren von einer solchen Attacke betroffen.

    mehr lesen: Schäden übersteigen 100Mrd.€

  • Innovationstraining für den Mittelstand

    Innovationstraining für den Mittelstand

    Das Forschungsprojekt ReInnovate soll kleinen und mittleren Unternehmen dabei helfen, eigene Forschungskompetenzen zu entwickeln, um daraus neue Arbeits- und Weiterbildungsmodelle zu generieren.

    mehr lesen: Innovationstraining für den Mittelstand