Machine Learning und Simulation kombiniert

465142
Bild: ©Gorodenkoff/stock.adobe.com

Entscheidungen werden in einer heterogenen Produktionslandschaft oft nach Gefühl oder anhand von Erfahrungen leitender Mitarbeitenden in der Produktion getroffen. Diese Erfahrungen werden sich jedoch oft durch vorrangegangene Leistungs- und Qualitätsverluste erkauft. Simulationsmodelle könnten hier genutzt werden, um diverse Was-Wäre-Wenn-Szenarien für die Entscheidungsfindung verfügbar zu machen. Dazu müssen sie jedoch über ausreichend Details verfügen, um entscheidungsrelevanten Einfluss- und Kenngrößen verarbeiten bzw. reproduzieren zu können. Doch Simulationsmodelle dienen unterschiedlichen Zielen, etwa die Berechnung der Fertigungsqualität oder von relevanten Kenngrößen von Logistik-Prozessen in Fertigung und Montage. Oft ist jedoch die erforderliche Rechenleistung zu hoch oder die Bereitstellung der Rechenleistung vor Ort zu aufwändig, um solche Simulationen in die Produktionssteuerung überhaupt integrieren zu können.

Künstliche Intelligenz integriert

Abhilfe können hier Machine-Learning-Ansätze aus dem Bereich der KI-Forschung bieten. Dadurch werden verschiedene Simulationsmodelle und deren Berechnungsleistung in ein Modell kondensiert, das mit Eingangsvariablen trainiert wurde und damit Ausgangsvariablen schätzt. Dieser Ansatz kann auch eine Strategie sein, um Erfahrungswissen der Beschäftigten im System abzubilden. Neben dem initialen Training ist es zudem wichtig, die ML-Modelle auch auf nicht erkannte Fehlersituationen nachzutrainieren bzw. das Training bei sich ändernden Randbedingungen anzupassen. Unternehmen können im konkreten Fall aufgezeichnete Daten nutzen, die dann jedoch lediglich dieses Problem adressieren. Wird das akute Problem mit Hilfe von Simulationstechniken nachgestellt und im weiteren Verlauf ggf. eine hohe Variantenbandbreite digital erzeugt, kann das ML-Modell auf ähnliche Fehlerbilder nachtrainiert werden. Bis dato genutzte Simulationsmodelle können Anwender etwa einsetzen, um die angepassten ML-Modelle auf Regression zu prüfen.

Was bringt die Kombination?

Durch das Zusammenspiel von Machine Learning und Simulation können Anwender unterschiedliche Effekte erzielen. Alle Informationen die mit Hilfe von Simulationssoftware aus Modellen und Sensorik-Elementen gewonnen wurden, können zu einem großen Bild zusammengeführt werden. Viele Entscheidungen lassen sich so schneller treffen und bewerten. Schwierige Engpässe von Maschinen können im virtuellen Modell beziehungsweise im digitalen Zwilling besonders bewertet werden. Im KI-Modul werden dafür Eingangswerte an besonders kritischen Stellen über Sensoren gelenkt. Bisher war dies meist nur während der Inbetriebnahme eines Produktionsablaufs möglich. Durch die Kombination von KI und Simulation ist dieses Vorgehen nun bereits im Vorfeld umsetzbar. Sämtliche Sensoren wie Kameras, Temperaturmesser, Ströme, Drehmomente übermitteln Daten automatisiert in das KI-Modell, nicht verfügbare oder im realen System schwer ermittelbare Messwerte können durch ein Simulationsmodell in Echtzeit aus verfügbare Sensordaten berechnet werden.



  • ZVEI sieht weiteren Vereinfachungsbedarf der KI-Regulatorik

    ZVEI sieht weiteren Vereinfachungsbedarf der KI-Regulatorik

    Das Plenum des EU-Parlaments stimmt in der ersten Lesung über seine Position zum KI-Omnibus ab. ZVEI-Geschäftsführerin Sarah Bäumchen unterstützt in den Reformwillen und fordert weitere Vereinfachungen beim AI Act.

    mehr lesen: ZVEI sieht weiteren Vereinfachungsbedarf der KI-Regulatorik

  • Forschungsbeirat Industrie 4.0 widmet sich Physical AI

    Forschungsbeirat Industrie 4.0 widmet sich Physical AI

    Die dritte Ausgabe von ‚Industrie 4.0 Forschung in Kürze‘ des Forschungsbeirats Industrie 4.0 widmet sich den Möglichkeiten von Physical Artificial Intelligence (Physical AI) in der Industrie.

    mehr lesen: Forschungsbeirat Industrie 4.0 widmet sich Physical AI

  • Logimat-Preis für bestes Produkt verliehen

    Logimat-Preis für bestes Produkt verliehen

    Im Rahmen der Logimatwurde der Preis ‚Logimat Best Product‘ in drei Kategorien verliehen.

    mehr lesen: Logimat-Preis für bestes Produkt verliehen

  • Spezielle Chips für reduzierten KI-Energieverbrauch

    Spezielle Chips für reduzierten KI-Energieverbrauch

    Im Rahmen des KI-Leuchtturmprojekts ‚Eki‘ hat ein Forschungsteam unter der Leitung der Universität Paderborn an der Verbesserung der Energieeffizienz von KI-Systemen gearbeitet und Methoden entwickelt, mit denen sich der Energieverbrauch…

    mehr lesen: Spezielle Chips für reduzierten KI-Energieverbrauch

  • Neues Mitglied im Aufsichtsrat von Wibu-Systems

    Neues Mitglied im Aufsichtsrat von Wibu-Systems

    Wibu-Systems, ein Spezialist für Softwareschutz, Lizenzierung und Cybersicherheit, hat Prof. Dr. Jörn Müller-Quade in den Aufsichtsrat berufen.

    mehr lesen: Neues Mitglied im Aufsichtsrat von Wibu-Systems

  • SEW-Eurodrive und Safelog entwickeln Softwaresystem für die Intralogisik

    SEW-Eurodrive und Safelog entwickeln Softwaresystem für die Intralogisik

    Im Rahmen der Fachmesse Logimat haben SEW-Eurodrive und Safelog eine strategische Partnerschaft bekannt gegeben.

    mehr lesen: SEW-Eurodrive und Safelog entwickeln Softwaresystem für die Intralogisik

  • KIT-Forschende entwickeln Technologie für lichtbasierte Datenverbindungen

    KIT-Forschende entwickeln Technologie für lichtbasierte Datenverbindungen

    Ein neuartiges Bauteil, das durch eine fortschrittliche Fertigungstechnologie eine sehr schnelle, sparsame und verlässliche Datenübertragung ermöglicht, haben Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der École Polytechnique Fédérale de…

    mehr lesen: KIT-Forschende entwickeln Technologie für lichtbasierte Datenverbindungen

  • PTC tritt dem ZVEI bei

    PTC tritt dem ZVEI bei

    PTC ist dem ZVEI beigetreten und will in diesem Rahmen seine Expertise in den Bereichen digitale Geschäftsmodelle, industrielle künstliche Intelligenz (KI) und datenbasierte Wertschöpfung in die Verbandsarbeit einbringen.

    mehr lesen: PTC tritt dem ZVEI bei

  • Unternehmen setzen auf KI, aber es muss sich auch lohnen

    Unternehmen setzen auf KI, aber es muss sich auch lohnen

    Laut einer Untersuchung von TE Connectivity treibt die deutsche Industrie den Einsatz von künstlicher Intelligenz und Automatisierung mit hoher Geschwindigkeit voran.

    mehr lesen: Unternehmen setzen auf KI, aber es muss sich auch lohnen

  • Ein Chatbot für den Wissenstransfer

    Ein Chatbot für den Wissenstransfer

    Wenn Fachkräfte ein Unternehmen verlassen, geht auch oft Knowhow verloren. Im Projekt ‚Stark‘ untersuchen Forschende des Fraunhofer IPK gemeinsam mit der BSP Business and Law School – Hochschule für Management…

    mehr lesen: Ein Chatbot für den Wissenstransfer

  • Quantencomputer und klassische Rechner optimieren gemeinsam

    Quantencomputer und klassische Rechner optimieren gemeinsam

    Klassische Computer können viele Optimierungsprobleme wie etwa das ‚Problem des Handlungsreisenden‘ nur näherungsweise knacken, aber nicht vollständig und oft nur unter langer Laufzeit.

    mehr lesen: Quantencomputer und klassische Rechner optimieren gemeinsam

  • Digitale Kreislaufwirtschaft in dezentraler Fabrik

    Digitale Kreislaufwirtschaft in dezentraler Fabrik

    Im Projekt ‚Panda‘ setzen die Beteiligten auf digitale Produktpässe und künstliche Intelligenz (KI), um Recycling und Demontage von Produkten effizienter zu machen.

    mehr lesen: Digitale Kreislaufwirtschaft in dezentraler Fabrik