Product-neutral production cells, as already available in KUKA's SmartProduction Center, are very flexible.

Raus aus der Routine

Künstliche Intelligenz erweitert das Potenzial der Automatisierung und ebnet den Weg zur produktneutralen Produktionsumgebung

Technologien rund um künstliche Intelligenz (KI) bereichern schon heute unseren Alltag, etwa bei der Bild- und Spracherkennung. Technisch ist der Hintergrund komplex: Künstliche Intelligenz beruht im Wesentlichen auf der Berechnung von Wahrscheinlichkeiten und auf dem Erkennen von Mustern. Im industriellen Umfeld bieten KI-Algorithmen vielversprechende Möglichkeiten. Denn die Anforderungen der Produktion gehen über die heutigen, repetitiven Roboterapplikationen weit hinaus.

In vielen Bereichen des täglichen Lebens hat KI bereits spektakuläre Lösungen für Probleme hervorgebracht, die mit konventionellen Ansätzen nur schwer bis gar nicht lösbar waren. Dazu zählen Bild- und Spracherkennung oder sicheres Bezahlen mit Kreditkarten. Auch in der Robotik ist absehbar, dass sich mit KI neue Aufgabenstellungen automatisieren lassen, ohne dass sie dafür programmiert werden müssen. KI ist längst nicht die Antwort auf jedes Problem. Der Programmieraufwand kann kleiner, die Bedienung einfacher und Prozesse flexibler werden. Entscheidend dabei ist die Frage, was produziert werden soll. „Produktneutrale Fertigungszellen“, wie es sie im SmartProduction Center von KUKA bereits gibt, sind wie der Name schon sagt, sehr flexibel. So können heute Autotüren und morgen Waschmaschinen produziert werden. Produktionsanlagen dieser Art lassen sich schnell und unkompliziert auf neue Anforderungen umstellen.

Wenn viele Daten das richtige Muster ergeben
Produktionsmittel und Bauteile werden zunehmend miteinander vernetzt: Das ist Industrie 4.0. Künstliche Intelligenz hilft dabei, die so ermittelten Daten effektiv zu nutzen. Die entsprechenden Anwendungen benötigen dafür nicht nur Unmengen von Daten, sondern vor allem die richtigen. Also Smart Data statt Big Data.
Der Vorteil für Unternehmen liegt auf der Hand: nicht nur über Daten zu verfügen, sondern diese auch zu nutzen. Dazu leiten die vernetzten Maschinen und Roboter ihre Daten beispielsweise an eine Software oder Cloud-Anwendung weiter. Aus der Datenmenge identifizieren KI-Algorithmen bestimmte Muster und Auffälligkeiten. Dadurch werden allgemeine Informationen über den Produktionsprozess gewonnen, etwa über Abläufe in der täglichen Fertigung als auch über bevorstehende Wartungsarbeiten. Mit dieser „Predictive Maintenance“ ist es möglich, drohende Störungen im Vorfeld zu erkennen und deshalb gar nicht erst entstehen zu lassen.
Die große Herausforderung an intelligente Maschinen besteht darin, Aufgaben zu lösen, die nur schwer als mathematische Regeln zu formulieren sind, wie zum Beispiel Spracherkennung oder das Erkennen und Einordnen von Bildern und Gesichtern.

Wie mit maschinellem Lernen produktneutral gefertigt werden kann
Bisher waren Roboter weitestgehend für repetitive Anwendungen prädestiniert. Sie führen mit gleichbleibend hoher Präzision und Wiederholgenauigkeit ihre vorgegebenen Aufgaben aus. Die Produktion der Zukunft stellt zunehmend komplexe Anforderungen. Als eine Spielart der KI hilft maschinelles Lernen, Robotersysteme für die flexible Fertigung fit zu machen. Dabei geht es darum, Daten zu interpretieren, Korrelationen zu finden und daraus Informationen abzuleiten.
In der Produktion von heute sind Abläufe äußerst effizient aufeinander abgestimmt, selbst kurze Störungen oder Stillstandzeiten haben enorme wirtschaftliche Folgen. Maschinelles Lernen und KI haben das Potential, Produktivität und Verfügbarkeit bei laufender Produktion zu optimieren. Weitere Verbesserungen ergeben sich bei der Prozessqualität, der Taktzeit, dem Energieverbrauch und den Wartungsintervallen. Möglich wird das durch eine zentrale Planung. Eine Software, die auf KI Algorithmen fußt, steuert eigenständig den Produktionsprozess. Allerdings nicht nach heutigem Verständnis, in dem sie den Maschinen vorgibt, wie etwas zu produzieren ist. Vielmehr plant die Software, was zu tun ist, und berücksichtigt dabei Takt- und Lieferzeiten. Für die Umsetzung ist nur noch entscheidend, welche Produktionsressourcen zur Verfügung stehen.

Artificial intelligence encourages new forms of human-robot collaboration

Künstliche Intelligenz fördert neue Formen der Mensch-Roboter-Kollaboration
Neben diesen technischen Änderungen können auch völlig neue Formen der Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine entstehen. Einfach mit Maschinen zu sprechen, um sie zu programmieren oder sie im Notfall anzuhalten, ist durchaus denkbar. Genauso wie die dynamische Bilderkennung für das Programmieren durch Vormachen. Weitere Anwendungsmöglichkeiten sind intelligente Service-Szenarien, die über Augmented-Reality-Brillen direkt am Roboter gezeigt werden. Oder Tablets, die über einen Roboter geführt werden und dabei Informationen anzeigen. Es gibt unzählige Möglichkeiten, wie Künstliche Intelligenz unser Leben einfacher machen kann. KI macht nicht nur im Privatleben den Umgang mit Maschinen durch Spracherkennung einfacher oder das Bezahlen sicherer, sondern verändert auch die Industrie: Eine wandlungsfähige, optimierte Fertigung, die schnell auf individuelle Wünsche reagieren kann.

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