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.



  • Neues Trio an der MPDV-Spitze

    Neues Trio an der MPDV-Spitze

    Die MPDV hat seit Oktober drei neue Geschäftsführer. Nathalie Kletti, Thorsten Strebel und Jürgen Petzel stehen an der Spitze des Unternehmens.

    mehr lesen: Neues Trio an der MPDV-Spitze

  • Beschäftigtensituation im Maschinenbau bleibt angespannt

    Beschäftigtensituation im Maschinenbau bleibt angespannt

    Die Beschäftigtensituation im Maschinen- und Anlagenbau bleibt weiter angespannt. Im August ging die Zahl der Beschäftigten im Vergleich zum Vormonat um weitere 2.165 auf 1,025 Millionen zurück. Damit sind fast…

    mehr lesen: Beschäftigtensituation im Maschinenbau bleibt angespannt

  • Flexibel und sicher

    Flexibel und sicher

    Helmholz erweitert sein Portfolio an Industrieroutern. Die bewährten REX-Geräte sind ab sofort auch mit zusätzlicher WAN (Wide Area Network)-Schnittstelle und Fallback-Mechanismus erhältlich.

    mehr lesen: Flexibel und sicher

  • Tower Factory wird Teil von Fuji Europe

    Tower Factory wird Teil von Fuji Europe

    Die Fuji Europe Corparation hat Tower-Factory, einen Anbieter von Lagerlogistiksystemen, übernommen. Kunden von Fuji Europe sollen dadurch Lösungen erhalten, die den gesamten Materialfluss abdecken.

    mehr lesen: Tower Factory wird Teil von Fuji Europe

  • Bereits mehr als 1.200 Teilnehmer für TeDo Webinare

    Bereits mehr als 1.200 Teilnehmer für TeDo Webinare

    Für die Webinare des TeDo Verlags, die im Rahmen des Herbstes der Innovationen durchgeführt werden, haben sich bereits weit über 1.200 Teilnehmer angemeldet. Das SPS-Magazin, die IT&Production, die Robotik und…

    mehr lesen: Bereits mehr als 1.200 Teilnehmer für TeDo Webinare

  • Neuer VDMA-Präsident gewählt

    Neuer VDMA-Präsident gewählt

    Der VDMA hat mit Karl Haeusgen einen neuen Präsidenten. Im Rahmen der Mitgliederversammlung wurde der Vorstandsvorsitzende von Hawe Hydraulik als Nachfolger von Carl Martin Welcker bestimmt. Auch der Verband VDMA…

    mehr lesen: Neuer VDMA-Präsident gewählt

  • Instandhaltung zwischen Kostendruck und digitalem Wandel

    Instandhaltung zwischen Kostendruck und digitalem Wandel

    Maindays 2020 Instandhaltung zwischen Kostendruck und digitalem Wandel Unter dem Motto ‘Instandhaltung zwischen Kostendruck und digitalem Wandel‘ findet die 21. Jahrestagung MainDays vom 24. bis zum 25. November in Potsdam…

    mehr lesen: Instandhaltung zwischen Kostendruck und digitalem Wandel

  • Kurzarbeit geht weiter zurück

    Kurzarbeit geht weiter zurück

    Im September ist die Zahl der Beschäftigten, die in Kurzarbeit sind, weiter zurückgegangen. Das Ifo-Institut schätzt die Zahl der Kurzarbeiter aktuell auf 3,7 Millionen Menschen.

    mehr lesen: Kurzarbeit geht weiter zurück

  • Edge-Cloud vernetzt 20 Fraunhofer-Institute

    Edge-Cloud vernetzt 20 Fraunhofer-Institute

    Das Fraunhofer IPT und die Firma German Edge Cloud arbeiten gerade an der Fraunhofer Edge Cloud, die bald 20 Fraunhofer-Institute vernetzen soll. Die offene Foschungsplattform und Testumgebung hilft später im…

    mehr lesen: Edge-Cloud vernetzt 20 Fraunhofer-Institute

  • CtrlX-Ökosystem für Third-Party-Software geöffnet

    CtrlX-Ökosystem für Third-Party-Software geöffnet

    Bosch erweitert das noch junge Automatisierungssystem CtrlX um Komponenten und Services. Vor allem aber lädt die Unternehmensgruppe Third-Party-Anbieter dazu ein, sich mit eigenen Anwendungen auf der Plattform zu engagieren.

    mehr lesen: CtrlX-Ökosystem für Third-Party-Software geöffnet

  • Mit Indigo Maschinendaten in Echtzeit synchronisieren

    Mit Indigo Maschinendaten in Echtzeit synchronisieren

    Mit ihrer Plattform Indigo will sich das Münchener Startup Emocean auf dem Markt für Analytics-Projekte positionieren. Das Besondere: Die Lösung soll Maschinendaten in Echtzeit synchronisieren und so etwa den unmittelbaren…

    mehr lesen: Mit Indigo Maschinendaten in Echtzeit synchronisieren

  • Zaghafte Entspannung trotz Orderminus

    Zaghafte Entspannung trotz Orderminus

    Im Vergleich zum Vorjahreszeitraum haben die Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus ein reales Orderminus von 14 Prozent verzeichnet. Das ist seit Beginn der Corona-Krise der geringste Rückgang auf Monatsbasis.

    mehr lesen: Zaghafte Entspannung trotz Orderminus