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.



  • Peter Schoppe leitet Aras Software

    Peter Schoppe leitet Aras Software

    Aras Software hat einen neuen Geschäftsführer. Peter Schoppe hat mit Wirkung zum 1. Juli die Leitung des Plattformanbieters übernommen.

    mehr lesen: Peter Schoppe leitet Aras Software

  • Nachhaltig produzierter Helikopter

    Nachhaltig produzierter Helikopter

    Er ist schnell, leicht und verbraucht wenig Treibstoff: Der Hochgeschwindigkeits-Helikopter Racer kann Fluggeschwindigkeiten von bis zu 400km/h erreichen. Die Schalenbauteile seiner Außenhaut werden mit einem neuartigen Fertigungsverfahren hochautomatisiert hergestellt. Ein…

    mehr lesen: Nachhaltig produzierter Helikopter

  • Dualis nimmt Arbeit im neuen Hauptsitz auf

    Dualis nimmt Arbeit im neuen Hauptsitz auf

    Dualis hat den neuen Hauptsitz des Unternehmens in Dresden bezogen. Der reguläre Arbeitsbetrieb begann am 19. Juli.

    mehr lesen: Dualis nimmt Arbeit im neuen Hauptsitz auf

  • Störungen in der Lieferkette vermeiden

    Störungen in der Lieferkette vermeiden

    Störungen in der Lieferkette können schnell zu Problemen führen. Jaggaer hat vier Tipps zusammengestellt, wie Unternehmen Schwachstellen in der eigenen Lieferkette identifizieren können.

    mehr lesen: Störungen in der Lieferkette vermeiden

  • Smarte und nachhaltige Becherproduktion im KI-Reallabor

    Smarte und nachhaltige Becherproduktion im KI-Reallabor

    Das Potenzial künstlicher Intelligenz nutzen war das Ziel : Dieses Ziel hat sich eine Kooperative aus zehn Partnern gesetzt, initiiert vom Fraunhofer IOSB-INA. Die Basis dafür sollen Daten aus einem…

    mehr lesen: Smarte und nachhaltige Becherproduktion im KI-Reallabor

  • Richtlinienreihe für Anlagen-Entwickler nimmt Prozesse in den Blick

    Richtlinienreihe für Anlagen-Entwickler nimmt Prozesse in den Blick

    Die Richtlinienreihe VDI/VDE 3695 ‚Engineering von Anlagen – Evaluieren und Optimieren des Engineerings‘ wird aktuell überarbeitet und insbesondere an I4.0-Vorgaben angepasst. Jetzt ist Blatt 2 erschienen, das auf die Prozesse…

    mehr lesen: Richtlinienreihe für Anlagen-Entwickler nimmt Prozesse in den Blick

  • KI-Standort Deutschland mit Nachholbedarf

    KI-Standort Deutschland mit Nachholbedarf

    Eine leistungsfähigere IT-Infrastruktur und staatliche Förderangebote könnten mehr Unternehmen dazu bewegen, KI-Anwendungen einzusetzen, so eine Studie des ZEW Mannheim im Auftrag des Bundeswirtschaftsministeriums (BMWi). Für den KI-Standort Deutschland sehen die…

    mehr lesen: KI-Standort Deutschland mit Nachholbedarf

  • Umsatzerwartungen der Maschinenbauer auf Rekordhoch

    Umsatzerwartungen der Maschinenbauer auf Rekordhoch

    Der deutsche Maschinen- und Anlagenbau ist im Großen und Ganzen positiver Stimmung. Die überwiegende Mehrheit der für das PWC-Maschinenbaubarometer befragten Entscheider (70 Prozent) blickt optimistisch auf die Entwicklung der deutschen…

    mehr lesen: Umsatzerwartungen der Maschinenbauer auf Rekordhoch

  • VDMA gründet Gremium zu Blockchain

    VDMA gründet Gremium zu Blockchain

    Am 8. Juli 2021 trafen sich neun Unternehmensvertreterinnen und -vertreter zum Austausch über den Einsatz von Blockchain in der Industrie. Im Mittelpunkt des neuen Gremiums steht die Vertiefung zu Anwendungsmöglichkeiten…

    mehr lesen: VDMA gründet Gremium zu Blockchain

  • Kommissionierroboter intelligenter machen

    Kommissionierroboter intelligenter machen

    Wo Güter hergestellt, gelagert, sortiert oder verpackt werden, wird auch kommissioniert: einzelne Waren werden Kisten oder Kartons entnommen und neu zusammengestellt. Im Rahmen des Forschungsprojekts Flairop wird daran gearbeitet, Kommissionierroboter…

    mehr lesen: Kommissionierroboter intelligenter machen

  • Produktionserwartungen steigen leicht

    Produktionserwartungen steigen leicht

    In der aktuellen Konjunkturumfrage des Ifo Instituts legen die Juni-Produktionserwartungen im Verarbeitenden Gewerbe zu – allerdings nur um einen Punkt im Vergleich zum Mai.

    mehr lesen: Produktionserwartungen steigen leicht

  • Neuer CEO bei EfficientIP

    Neuer CEO bei EfficientIP

    Norman Girard ist neuer CEO von EfficientIP und tritt die Nachfolge von David Williamson an, der sich in den Ruhestand verabschiedet.

    mehr lesen: Neuer CEO bei EfficientIP