KI in Instandhaltung und Produktion: Wenn die KI weiß,wo es klemmt

Predictive Maintenance Dashboard mit Anomaliewerten
Predictive Maintenance Dashboard mit Anomaliewerten – Bild: Kiotera

Um den Herausforderungen der mittelständischen Produktion zu begegnen, greifen Unternehmen vermehrt zu künstlicher Intelligenz. Doch was versprechen sich Unternehmen von solchen Technologien, und wie haben sie einen wirtschaftlich sinnvollen Einstieg gefunden, gerade in schwierigen Zeiten? Intelligente, einfach nachrüstbare Sensoren und der praktische Einsatz von KI unterstützen die Anlagenverfügbarkeit sowie die Effizienz in Produktion und Instandhaltung. Wie der Einstieg gelingt, zeigen zwei Praxisbeispiele.

Schwingungsüberwachung im Stahlwerk

Ein Stahlverarbeiter nutzt eine Kurzstückmaschine zur Fertigung kleiner Metallstücke, die zu Bohrer-Bits verarbeitet werden. Seit 2023 setzt das Werk ein Endgerät ein, bestehend aus Sensor, Batterie und Industrie-PC, das an der Maschine angeklebt wird. Die Batterien des Sensors halten bis zu fünf Jahre und senden die Daten über ein Gateway, das mehrere hundert Meter entfernt im Büro stehen kann, in die Cloud. Dort analysiert ein Algorithmus die Daten und schlägt bei Abweichungen vom normalen Laufverhalten automatisch Alarm. Eine künstliche Intelligenz schlägt zudem die wahrscheinlichste Problem-Ursache vor, sodass Mitarbeitende der Instandhaltung den Fehler schnell finden können. Erstmals schlug der Sensor wenige Wochen nach der Installation Alarm. Eine lockere Schraube verursachte erhöhte Schwingungen. Die Instandhalter stoppten die Maschine, zogen die Schraube fest und verhinderten so einen teuren Totalschaden.

In einem anderen Unternehmen überwachen an einer Elektrostanzmaschine Sensoren den Antriebsmotor und die Lager. Nach zwei Wochen Lernphase erkannte das System Anomalien, die auf erhöhten Verschleiß hinwiesen. Eine fehlerhafte Einstellung wurde korrigiert, ungeplante Stillstände vermieden und die Lebensdauer der Anlage verlängert.

Das System meldet anbahnende Schäden automatisch und entlastet Produktion und Instandhaltung auf unterschiedliche Weise:

  • Frühzeitige Fehlererkennung mit Handlungsempfehlungen: Das KI-gestützte System erkennt Störungen frühzeitig, gibt die wahrscheinlichsten Ursachen an und ermöglicht so schnelles eingreifen, ohne zusätzliche Schwingungsexpertinnen und -experten. Ungeplante Stillstände werden so vermieden.
  • Automatisierte, kontinuierliche Überwachung spart wertvolle Zeit: Die automatisierte Überwachung von Maschinenzuständen reduziert manuelle Inspektionen sowie unnötige Wartungen.
  • Einfache Installation, Skalierbarkeit und Flexibilität: Durch die Integration mittels Retrofitting und Funktechnologien modernisieren (LoRaWAN) Unternehmen ihre Maschinen mit minimalem Aufwand.

Business Intelligence als Basis für ChatGPT

Fabrikmitarbeiter erfassen täglich viele Daten: Sie notieren etwa Maschineninformationen, Uhrzeiten oder Gründe für Produktionsprobleme. Unterschiedliche Formate und fehlende Standards in den Fehlerbeschreibungen erschweren jedoch die Auswertung. In einem weiteren Praxisbeispiel lagen die täglichen Berichte in Word- und Excel-Dateien vor, was eine systematische Analyse verhinderte. Maschinenstörungen wurden in Kommentarfeldern festgehalten und waren unstrukturiert.

Mit Business-Intelligence-Software wurden die vorhandenen Daten aufbereitet. Textinformationen aus verschiedenen Formaten werden so zugänglich. Die Nutzerinnen und Nutzer können Informationen abrufen und sehen, an welchen Maschinen und in welchen Zeiträumen sich Probleme häufen. Die vereinheitlichten und strukturierten Daten aus verschiedenen Formaten bieten einen schnellen Überblick über Hunderte von Dateien und Tausende von Einträgen. Wiederkeherende können rasch identifiziert werden.

Vortrainiertes Modell

Auf die im Business Intelligence Tool gesammelten und aufbereiteten Daten kann zudem ein von Kiotera trainiertes ChatGPT-Modell zugreifen. Benutzer können gezielt nach Informationen suchen, indem sie Fragen stellen. Ein Beispiel:

Frage: Welche Störungen treten am häufigsten in bestimmten Maschinengruppen auf?

Antwort: Hier sind die Maschinengruppen mit den meisten gemeldeten Störungen:

  • Zwischenplatte Fertigungslinie: 210 Störungen
  • Topf: 198 Störungen
  • Fertigungslinie Endkontrolle: 180 Störungen
  • Maschine vier: 159 Störungen
  • Maschine Generation fünf: 148 Störungen

Auch Produktionsanalysen sind möglich. Auf die Anweisung „Erstelle eine Produktionsanalyse-Übersicht“ generiert das Modell eine Darstellung der Brutto- und Netto-Produktionsmengen in Form eines Diagramms. Doch diese Daten allein reichen noch nicht aus, um präzise zu ermitteln, welche Maschinen regelmäßig hinter den geplanten Produktionswerten zurückbleiben. Daher folgt die nächste Anfrage: „Zeige nur die zehn Maschinen, die am stärksten unter den geplanten Produktionswerten liegen.“ Dadurch zeigt sich, dass 1 die meisten Differenzen bei der Ist- und Soll-Produktion aufweist.

Weitere Einsatzmöglichkeiten für das vortrainierte Modell sind etwa das Erstellen von Checklisten für regelmäßige Wartungen oder Generalüberholungen.

Viel Potenzial

Intelligente Sensorik und künstliche Intelligenz versprechen viele Vorteile für Anlagenverfügbarkeit, Konstanz und Qualität in der Produktion sowie Effizienz in Instandhaltungsprozessen. Unternehmen erfassen und analysieren kontinuierlich Daten und erhalten so Handlungsempfehlungen, um beispielsweise ungeplante Stillstände zu vermeiden Wartungsprozesse zu optimieren.



  • Mesago zieht positive SPS-Bilanz

    Mesago zieht positive SPS-Bilanz

    In ihrer Messeanalyse zieht die Mesago Messe Frankfurt ein positives Fazit der SPS in Nürnberg. Demnach erfuhr die Veranstaltung großen Zuspruch seitens Ausstellern und Fachbesuchern.

    mehr lesen: Mesago zieht positive SPS-Bilanz

  • WIIT übernimmt Teil von German Edge Cloud

    WIIT übernimmt Teil von German Edge Cloud

    Die WIIT, ein Cloud Computing-Anbieter aus Italien, hat über die deutsche Tochtergesellschaft WIIT AG einen Vertrag zum Erwerb des Geschäftsbereichs Edge & Cloud der zur Friedhelm Loh Group gehörenden German…

    mehr lesen: WIIT übernimmt Teil von German Edge Cloud

  • Aufatmen in der deutschen Automobilindustrie

    Aufatmen in der deutschen Automobilindustrie

    Im Januar hat sich die Stimmung der deutschen Autobauer verbessert. Trotz einiger positiver Signale, gibt das Ifo Institut jedoch noch keine Entwarnung. Unter anderem bereiten Auftragslage und der Fachkräftemangel sorgen.

    mehr lesen: Aufatmen in der deutschen Automobilindustrie

  • Industrielle Instandhaltung, Pumpen, Armaturen und Ventile im Fokus

    Industrielle Instandhaltung, Pumpen, Armaturen und Ventile im Fokus

    Am 21. Februar 2024 starten die Maintenance als Messe für die industrielle Instandhaltung und die Pumps&Valves als Fachmesse für industrielle Pumpen, Armaturen und Ventile. Auf die Fachbesucher warten rund 240…

    mehr lesen: Industrielle Instandhaltung, Pumpen, Armaturen und Ventile im Fokus

  • Führungswechsel bei Schneider Electric DACH

    Führungswechsel bei Schneider Electric DACH

    Stefan Gierse wird mit Wirkung zum April neuer Zone President der DACH-Organisation von Schneider Electric. Der 45-Jährige war zuvor für Siemens tätig.

    mehr lesen: Führungswechsel bei Schneider Electric DACH

  • Rückgang schwächt sich leicht ab

    Rückgang schwächt sich leicht ab

    Der Orderrückgang des Maschinen- und Anlagenbaus hat sich im Dezember 2023 etwas abgeschwächt – unter dem Strich vermeldet der VDMA für das gesamte Jahr aber dennoch ein zweistelliges Minus der…

    mehr lesen: Rückgang schwächt sich leicht ab

  • Jörg von Ploetz zum CEO ernannt

    Jörg von Ploetz zum CEO ernannt

    Jörg von Ploetz löst Rüdiger Weihs an der Spitze des Softwareunternehmens Böhme & Weihs ab. Von Ploetz war zuvor COO des Qualitätsmanagement-Spezialisten.

    mehr lesen: Jörg von Ploetz zum CEO ernannt

  • Wie Hacker im Darknet Innentäter anwerben

    Wie Hacker im Darknet Innentäter anwerben

    Hacker und Cyberkriminelle bieten im Darknet nicht nur ihre Dienste an oder verkaufen dort erbeutete Datensätze. Sie suchen auch Komplizen, wie etwa unzufriedenen Mitarbeitern. Manchmal bieten diese ihre Dienste sogar…

    mehr lesen: Wie Hacker im Darknet Innentäter anwerben

  • Ein Motorrad fürs Wasserstoffzeitalter

    Ein Motorrad fürs Wasserstoffzeitalter

    Ein deutsch-tschechisches Konsortium aus Forschungseinrichtungen und Unternehmen arbeitet im Projekt Hydrocycle an einem Wasserstoff-Motorrad. Unter anderem wollen die Partner einen neuartigen Brennstoffzellenstack entwickeln

    mehr lesen: Ein Motorrad fürs Wasserstoffzeitalter

  • Verbände üben Kritik am AI Act

    Verbände üben Kritik am AI Act

    Regeln für künstliche Intelligenz Verbände üben Kritik am AI Act In dieser Woche wird Deutschland voraussichtlich grünes Licht für den aktuellen Entwurf des EU AI Acts geben. Verbände äußern jedoch…

    mehr lesen: Verbände üben Kritik am AI Act

  • Hesthaven neuer KIT-Präsident

    Hesthaven neuer KIT-Präsident

    Jan S. Hesthaven folgt auf Holger Hanselka Hesthaven neuer KIT-Präsident Prof. Jan S. Hesthaven wird neuer Präsident des Karlsruher Instituts für Technologie. Er folgt auf Prof. Holger Hanselka, der Mitte…

    mehr lesen: Hesthaven neuer KIT-Präsident

  • Nostradamus arbeitet an europäischer Quanten-Testinfrastruktur

    Nostradamus arbeitet an europäischer Quanten-Testinfrastruktur

    Kommunikationsnetz mit Quantenverschlüsselung Nostradamus arbeitet an europäischer Quanten-Testinfrastruktur Ein von der Telekom geführtes Konsortium verantwortet den Aufbau von Quanten-Testinfrastruktur für Europa. Die Europäische Union will damit die Sicherheit ihrer Kommunikationsnetze,…

    mehr lesen: Nostradamus arbeitet an europäischer Quanten-Testinfrastruktur