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.



  • KI und Hochleistungscomputer beschleunigen Forschung

    KI und Hochleistungscomputer beschleunigen Forschung

    Materialwissenschaft KI und Hochleistungscomputer beschleunigen Forschung Forschende gehen davon aus, ihre Arbeit mit einer Kombination aus künstlicher Intelligenz (KI) und Cloud Computing auf ein Tempo beschleunigen zu können, das bis…

    mehr lesen: KI und Hochleistungscomputer beschleunigen Forschung

  • Antrieb 4.0: Forschung für zukunftsfähige Antriebslösungen

    Antrieb 4.0: Forschung für zukunftsfähige Antriebslösungen

    Antriebe der Zukunft entwickeln Antrieb 4.0: Forschung für zukunftsfähige Antriebslösungen Im Forschungsprojekt Antrieb 4.0 sollen Ansätze für mehr Effizienz und Nachhaltigkeit in Antriebssystemen entwickelt werden. Ein Use Case zielt darauf…

    mehr lesen: Antrieb 4.0: Forschung für zukunftsfähige Antriebslösungen

  • Die industrielle Bildverarbeitung in der Automobilbranche

    Die industrielle Bildverarbeitung in der Automobilbranche

    Vergleich zwischen Deutschland und Großbritannien Die industrielle Bildverarbeitung in der Automobilbranche 43 Prozent der deutschen Automotive-Unternehmen setzen KI in der Bildverarbeitung ein. In Großbritannien sind es mehr als die Hälfte.…

    mehr lesen: Die industrielle Bildverarbeitung in der Automobilbranche

  • Warum Unternehmen zu einem APS-System greifen

    Warum Unternehmen zu einem APS-System greifen

    Im Maschinen- und Anlagenbau sind effiziente Fertigungs- und Planungsprozesse unerlässlich. Advanced-Planning-and-Scheduling-Systeme (APS) gewinnen in diesem Zusammenhang an Bedeutung. Der Aachener Softwarespezialist Inform hat in einer Kundenbefragung die Ziele und Einflussfaktoren…

    mehr lesen: Warum Unternehmen zu einem APS-System greifen

  • Welche Security-Themen Unternehmen auf dem Zettel haben sollten

    Welche Security-Themen Unternehmen auf dem Zettel haben sollten

    Kyndryl-Prognosen für Cyber-Sicherheit Welche Security-Themen Unternehmen auf dem Zettel haben sollten Cybersicherheit wird Unternehmen auch im kommenden Jahr nicht loslassen. Für den IT-Dienstleister Kyndryl kristallisieren sich dabei vor allem fünf…

    mehr lesen: Welche Security-Themen Unternehmen auf dem Zettel haben sollten

  • Neue Technologien adaptiv regulieren

    Neue Technologien adaptiv regulieren

    Interdisziplinäre Forschung an der Universität Freiburg Neue Technologien adaptiv regulieren Voraussichtlich 2024 soll der EU AI Act in Kraft treten. Er unterscheidet verschiedene Systeme von künstlicher Intelligenz (KI) nach ihrem…

    mehr lesen: Neue Technologien adaptiv regulieren

  • Fünf Trends in der KI-gesteuerten Authentifizierung

    Fünf Trends in der KI-gesteuerten Authentifizierung

    Künstliche Intelligenz im CIAM Fünf Trends in der KI-gesteuerten Authentifizierung Die Diskussion rund um künstliche Intelligenz reicht von möglichen Einsatzszenarien bis zur Wahrung der Datenschutzrichtlinien. Und laut einer Studie des…

    mehr lesen: Fünf Trends in der KI-gesteuerten Authentifizierung

  • IBM und Meta starten AI Alliance

    IBM und Meta starten AI Alliance

    Gemeinsam mit Meta startet IBM die AI Alliance, die mehr als 50 Unternehmen und Institutionen zusammenbringt. Ziel ist die Förderung offener, sicherer und vertrauenswürdiger künstlicher Intelligenz.

    mehr lesen: IBM und Meta starten AI Alliance

  • Das beliebteste Passwort 2023 ist 123456789

    Das beliebteste Passwort 2023 ist 123456789

    Das Team von Prof. Christian Dörr, Leiter des Fachbereichs ’Cybersecurity – Enterprise Security’ am Hasso-Plattner-Institut, hat Passwortlisten ausgewertet, die durch gehackte Online-Dienste im Netz gelandet sind. Besonderes beliebt ist demnach…

    mehr lesen: Das beliebteste Passwort 2023 ist 123456789

  • Hexagon und JSOL Corporation arbeiten zusammen

    Hexagon und JSOL Corporation arbeiten zusammen

    Virtuelles Prototyping Hexagon und JSOL Corporation arbeiten zusammen Im Rahmen einer strategischen Partnerschaft wollen Hexagon und die JSOL Corporation virtuelles Prototyping von Elektroantriebssträngen vorantreiben.

    mehr lesen: Hexagon und JSOL Corporation arbeiten zusammen

  • Bechtle ernennt Marijke Kasius zur Vice President

    Bechtle ernennt Marijke Kasius zur Vice President

    Neue Position in den Niederlanden Bechtle ernennt Marijke Kasius zur Vice President Das IT-Systemhaus Bechtle verändert die Führungsstruktur und beruft Marijke Kasius zur Vice President für die Bechtle-Unternehmen in den…

    mehr lesen: Bechtle ernennt Marijke Kasius zur Vice President

  • Ransomware-Gruppe BlackCat setzt Opfer mit Vorschriften unter Druck

    Ransomware-Gruppe BlackCat setzt Opfer mit Vorschriften unter Druck

    Kommentar von Martin J. Krämer, KnowBe4 Ransomware-Gruppe BlackCat setzt Opfer mit Vorschriften unter Druck Jüngste Ereignisse zeigen, dass Cyberkriminelle nicht nur über technisches Knowhow verfügen, sondern auch über ein grundlegendes…

    mehr lesen: Ransomware-Gruppe BlackCat setzt Opfer mit Vorschriften unter Druck