Finden Mensch und Maschine in der Fabrik zusammen?

491827
Bild: ©kinwun/stock.adobe.com

Wer aufmerksam die Technologie-Trends der letzten Monate verfolgt hat, wird an Begriffen wie ‚autonome KI-Systeme‘ oder ‚physische KI‘ kaum vorbeigekommen sein. In der Accenture Technology Vision 2025 widmen wir ihnen sogar ein eigenes Kapitel. Damit sind Roboter oder AGVs – also mobile Plattformen – gemeint, die Entscheidungen autonom treffen und mit ihrer Umgebung interagieren. Sie basieren auf neuen KI-Modellen, die u.a. mit physischen Daten trainiert werden, wie etwa Videoaufnahmen einer realen Fabrikumgebung. Dem ‚Weltmodell‘ Cosmos von Nvidia liegen neben riesigen Datenmengen auch über 20 Millionen Video-Stunden zugrunde. Zusammen mit der Omniverse-Plattform lassen sich so digitale Zwillinge von physischen Umgebungen erstellen, die 3D-Simulationen in Echtzeit ermöglichen. Das macht die autonomen KI-Systeme deutlich flexibler als die bisherigen Industrieroboter – und eröffnet damit neue Einsatzmöglichkeiten. Dank Kameras, zahlreicher Sensoren und leistungsfähiger KI-Modelle kommen sie auch in unserer unperfekten Welt zurecht, in der nicht alles auf den Millimeter genau genormt ist.

Besser, billiger, flexibler

Mit den neuen autonomen Robotern werden einige der Grundsätze, die bisher bei der Digitalisierung der Produktion galten, infrage gestellt. Für den Fertigungsstandort Deutschland sind das gute Nachrichten – denn er leidet heute vor allem an zwei Problemen: Die Wettbewerbsfähigkeit sinkt, weil die Produktionskosten zu hoch sind; und es fehlt in vielen Bereichen der Industrie an Arbeitskräften. Durch den demografischen Wandel wird diese Herausforderung immer drängender. Zwar investieren Unternehmen bereits seit vielen Jahren in Digitalisierung und Automatisierung, doch mit den autonomen KI-Systemen werden wir nun nicht weniger als eine Demokratisierung der Technologie erleben. Denn: Die Roboter werden besser, billiger und breiter einsetzbar. Dafür gibt es einige Gründe, auf die wir im Folgenden näher eingehen.

Datenbasis ist vorhanden

Diese neuen autonomen Roboter sind längst keine Vision mehr. Die Technologie ist bereits heute in physischen Umgebungen wie Fabriken oder Warenlagern einsatzfähig. Und zukünftige Entwicklungen werden zahlreiche weitere Einsatzszenarien und noch komplexere Aufgaben ermöglichen. Dabei profitieren sie zum einen von der breiten Datenbasis aus der ersten Digitalisierungswelle in der Industrie. Zum anderen steht heute eine deutlich größere Rechenleistung zur Verfügung, um etwa die Modelle mit hochpräzisen 3D-Simulationen zu trainieren. Die bereits erwähnten neuen KI-Modelle, die Roboter bestimmte Aufgaben in einer physischen Umgebung selbständig lösen lassen. Das geht über die klassische Automatisierung – wo Roboter meist für eine spezielle Aufgabe programmiert sind – weit hinaus.

Günstige Kostenentwicklung

Außerdem sinken mit den neuen KI-gesteuerten Robotern die Kosten für die Automatisierung der Produktion. Denn die physische KI wird die heutigen Industrieroboter dort ergänzen, wo Automatisierung bisher nicht sinnvoll oder mit vertretbarem Aufwand möglich war. Die autonomen KI-Systeme müssen – im Gegensatz zu den typischerweise in der Fertigung genutzten Robotern – nicht mehr aufwendig für jeden einzelnen Arbeitsschritt programmiert werden. Dadurch können sie flexibel in verschiedenen Umgebungen eingesetzt werden und dort immer wieder neue Aufgaben übernehmen. Würde man dafür klassische Industrieroboter nutzen, wären damit erhebliche Kosten verbunden, wodurch sich eine Automatisierung nicht rechnet.

Meister der Zusammenarbeit

Der größte Vorteil aber ist, das ist der dritte Punkt, dass nun erstmals eine enge Zusammenarbeit von Mensch und Maschine möglich ist. Das geht weit über das hinaus, was mit heutigen Cobots schon in Fabriken und Lagerhäusern umgesetzt wird. Ein Beispiel ist die Steuerung: Zukünftig gibt ein Fabrikarbeiter dem Roboter verbal eine Aufgabe und beschreibt diese mit einfachen Worten. Ein umständliches Eingeben von Befehlen ist dafür nicht mehr nötig. Durch Kameras wissen die Roboter zudem, wo sich der Mensch befindet und was er gerade macht. Sie können so bestimmte Arbeitsabläufe erfassen und den Fabrikarbeiter bei der Ausführung unterstützen – fast wie ein echter Kollege. Die Zusammenarbeit mit Menschen ist aber nur ein Beispiel dafür, wie KI-gesteuerte Roboter immer besser in der Lage sind, mit sehr komplexen Situationen wie Hindernissen oder unerwarteten Ereignissen umzugehen. Durch die ihnen zugrunde liegenden KI-Modelle und der Fähigkeit zu Simulationen in Echtzeit können sie eigenständig Lösungen für Aufgaben entwickeln, die sie vorher nicht kannten und für die sie nicht eigens programmiert wurden. Statt bei einem Hindernis oder einem Ausnahmeereignis zu stoppen und mit der Warnleuchte menschliche Hilfe anzufordern, erfasst ein KI-Roboter die Situation allein und reagiert darauf – bereits heute – oft richtig. Damit sinkt die Fehlerquote.

491828
Digitale Zwillinge bilden die Basis für die nächste Stufe der industriellen Automatisierung.
Fortschrittliche Robotik-Systeme werden erst mit diesem Fundament möglich. – Bild: ©Gorodenkoff/stock.adobe.com

Anwendungsfeld Warenlager

Nicht nur in der Produktion werden autonome KI-Systeme zukünftig eingesetzt – auch im Warenlager gibt es zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten. Zwar gibt es dort schon in einigen Bereichen einen hohen Automatisierungsgrad, etwa beim Entnehmen oder Platzieren von Waren in Lagerregalen oder der Zusammenstellung von Paletten. Doch gerade wenn es um die Logistikplanung geht – wann müssen Waren beschafft werden, wann an den Kunden geliefert – überwiegen weiterhin die manuellen Prozesse. Genau hier setzen Kion, Nvidia und Accenture mit einem gemeinsamen Projekt zur weiteren Automatisierung von Warenlagern an. Autonome KI-Systeme, die flexibel sind, mit dem Menschen zusammenarbeiten und ihre Umgebung wahrnehmen, spielen dabei eine entscheidende Rolle. Und so funktioniert es: Physische Informationen aus dem Lager – also das Lagergebäude selbst wie auch die dort aufbewahrten Güter – werden zunächst mit einer Software digitalisiert. Diese Daten fließen in einen digitalen Zwilling des Warenlagers, der KI-gestützt immer wieder verschiedene Szenarien durchspielt. Das ermöglicht die Simulation sehr komplexer Abläufe unter sich ständig ändernden Bedingungen in einer physischen Umgebung. Diese gehen weit über die Arbeitsschritte eines einzelnen Roboters hinaus und bilden erstmals den gesamten Wertschöpfungsprozess in der Warenlogistik ab. Mit den neuen autonomen KI-Systemen werden Fabrik und Lagerlogistik einen deutlichen Automatisierungsschub erleben.

Alles in Bewegung

In der Warenlogistik sind die ersten Schritte zu mehr Automatisierung mit autonomen KI-Systemen bereits gemacht. Doch kommt jetzt der große Automatisierungsschub auch in den Fabriken? Mit der Verbindung aus der Digitalisierung der physischen Welt und den neuen KI-Modellen sind Fabrikbetreiber diesem Ziel einen großen Schritt näher gekommen. Nun sind die Unternehmen gefragt, die neue Technologie zu nutzen, Anwendungsfälle umzusetzen und ihre digitalen Zwillinge der Fabriken weiter zu präzisieren.



  • Industrie steigert Investitionen in Klimaschutz

    Industrie steigert Investitionen in Klimaschutz

    Plus 74 Prozent in 10 Jahren Industrie steigert Investitionen in Klimaschutz Etwas mehr als 4Mrd.€ hat die deutsche Industrie im Jahr 2021 im Bereich Klimaschutz investiert. Wie das Statistische Bundesamt…

    mehr lesen: Industrie steigert Investitionen in Klimaschutz

  • Starkes Netzwerk in unsicheren Zeiten

    Starkes Netzwerk in unsicheren Zeiten

    Die SPS in Nürnberg ist der Branchentreff für Automatisierer. Welche Trends dabei in diesem Jahr hervorstechen und was Besucher darüber hinaus erwarten können, berichtet Silke Schulz-Metzner, Vice President SPS beim…

    mehr lesen: Starkes Netzwerk in unsicheren Zeiten

  • Die Welt der Automatisierung auf 120.000m²

    Die Welt der Automatisierung auf 120.000m²

    Zur 32. Ausgabe der SPS – Smart Production Solutions werden in 16 Messehallen mit rund 120.000m² Ausstellungsfläche mehr als 1.300 Aussteller aus der ganzen Welt erwartet. Neben Innovationen bietet der…

    mehr lesen: Die Welt der Automatisierung auf 120.000m²

  • Das gesamte Spektrum der Elektronikfertigung

    Das gesamte Spektrum der Elektronikfertigung

    Die Elektronikfertigungsindustrie trifft sich vom 14. bis zum 17. November in München. Auf der dortigen Produktronica stehen in diesem Jahr unter anderem die Leitthemen künstliche Intelligenz, Leistungselektronik sowie Quantentechnologien im…

    mehr lesen: Das gesamte Spektrum der Elektronikfertigung

  • Materialengpässe in der Industrie leicht rückläufig

    Materialengpässe in der Industrie leicht rückläufig

    Situation weiter entspannt Materialengpässe in der Industrie leicht rückläufig Mehr als die Hälfte der Unternehmen aus dem Automobilbau berichtet nach wie vor von Materialengpässen. In vielen anderen Industriesektoren hat sich…

    mehr lesen: Materialengpässe in der Industrie leicht rückläufig

  • Connected-Worker-Plattform

    Connected-Worker-Plattform

    Connected-Worker-Plattform Sieben Schritte zur autonomen Instandhaltung Gestiegene Preise belasten die deutsche Industrie weiterhin. Und auch beim Thema Fachkräfte ist keine Entspannung in Sicht. Hier kommt die autonome Instandhaltung ins Spiel.…

    mehr lesen: Connected-Worker-Plattform

  • Markus Wambach wird COO bei MHP

    Markus Wambach wird COO bei MHP

    Geschäftsführung erweitert Markus Wambach wird COO bei MHP MHP erweitert zum 1 Januar 2024 die Geschäftsführung. Markus Wambach verantwortet dann das operative Geschäft der Management- und IT-Beratung.

    mehr lesen: Markus Wambach wird COO bei MHP

  • Thomas Hibinger wird CEO der Viastore Group

    Thomas Hibinger wird CEO der Viastore Group

    Philipp Hahn-Woernle übergibt den Staffelstab Thomas Hibinger wird CEO der Viastore Group Die Viastore-Gruppe steht ab dem 1. Januar 2024 unter neuer Leitung. Thomas Hibinger übernimmt dann das Amt des…

    mehr lesen: Thomas Hibinger wird CEO der Viastore Group

  • Materialengpässe in der Industrie erneut rückläufig

    Materialengpässe in der Industrie erneut rückläufig

    Ifo-Umfrage Materialengpässe in der Industrie erneut rückläufig Im August waren erneut weniger Industrieunternehmen von Materialengpässen betroffen als noch im Juli. Am stärksten betroffen ist nach wie vor die Autoindustrie.

    mehr lesen: Materialengpässe in der Industrie erneut rückläufig

  • Fraunhofer IPA bietet Potenzialanalyse für die Intralogistik

    Fraunhofer IPA bietet Potenzialanalyse für die Intralogistik

    Fahrerlose Transportfahrzeuge und mobile Roboter Fraunhofer IPA bietet Potenzialanalyse für die Intralogistik Die Nachfrage nach mehr Automatisierung für intralogistische Abläufe ist hoch. Wann und wie genau sich fahrerlose Transportfahrzeuge oder…

    mehr lesen: Fraunhofer IPA bietet Potenzialanalyse für die Intralogistik

  • Rockwell Automation übernimmt Clearpath Robotics

    Rockwell Automation übernimmt Clearpath Robotics

    Rockwell Automation übernimmt Clearpath Robotics Durch die Übernahme des kanadischen Robotik-Spezialisten Clearpath Robotics will Rockwell sein Portfolio für die autonome Produktionslogistik ergänzen.

    mehr lesen: Rockwell Automation übernimmt Clearpath Robotics

  • LeanBI und Substring kooperieren

    LeanBI und Substring kooperieren

    IoT-Anwendungen für die Industrie LeanBI und Substring kooperieren Gemeinsam wollen LeanBI und Substring Produkte für das Internet der Dinge entwickeln und anbieten. Dafür haben die Unternehmen eine Entwicklungs- und Vertriebs-Kooperation…

    mehr lesen: LeanBI und Substring kooperieren