Transformation der Fertigungsindustrie: Die Macht von künstlicher Intelligenz und Robotik
In der Fertigung bezieht sich künstliche Intelligenz (KI) auf die Fähigkeit einer Maschine, wie ein Mensch zu denken, autonom auf interne und externe Ereignisse zu reagieren und zukünftige Ereignisse vorherzusagen. Die Roboter können Probleme erkennen und Maßnahmen zu deren Behebung ergreifen, wenn ein Werkzeug kaputt geht oder etwas Unerwartetes – oder möglicherweise sogar etwas Unerwartetes – passiert.
Die Automatisierung schwieriger Aufgaben und die Identifizierung versteckter Muster in Arbeitsabläufen oder Produktionsprozessen sind zwei Aspekte der künstlichen Intelligenz, die in der Fertigung eingesetzt werden.
Dank KI und maschineller Intelligenz verfügen Hersteller heute über die beispiellose Fähigkeit, den Durchsatz zu steigern, ihre Lieferkette zu verwalten und Forschung und Entwicklung zu beschleunigen.
Was rechtfertigt den Einsatz von KI im Fertigungssektor?
In der Industrie übernimmt künstliche Intelligenz (KI) Aufgaben wie Schweißen, Lackieren, Montieren und Materialhandhabung. Sie erledigt dies mit einer Genauigkeit, die mit den besten menschlichen Arbeitskräften vergleichbar ist.
Darüber hinaus ist KI in der Lage, Arbeitsabläufe ohne Fehler oder Verzögerungen zu steuern. Maschinen brauchen keine Ruhe; man kann sie bis an ihre absoluten Grenzen bringen, ohne sich Sorgen darüber machen zu müssen, wie sich das auf ihre Gesundheit oder Leistung auswirkt.
Darüber hinaus kann KI Hersteller bei der Echtzeitverfolgung komplizierter Verfahren, Geräte oder Arbeitsabläufe unterstützen, sodass sie Gefahren erkennen und datengesteuerte Strategien zur vorbeugenden Wartung implementieren können.
KI kann aufgrund dieser vorteilhaften Aspekte Zeit im Industriesektor sparen.
Was sind die Anwendungsbereiche von KI in der Fertigung?
- Vorausschauende Wartung: Vorausschauende Wartung ist ein wesentlicher Vorteil von künstlicher Intelligenz für die Industrie. Auf diese Weise können Unternehmen den Zustand ihrer Maschinen besser verstehen, Ausfallzeiten reduzieren und die Anlagenauslastung maximieren.
- Energieeffizient: Die Energieeffizienz einer Fabrik kann mit Hilfe von künstlicher Intelligenz verbessert werden. Fertigungsunternehmen können Routineabläufe wie Lieferkettenmanagement, Prozessdesign und Ressourcenmanagement rationalisieren und automatisieren, indem sie ihren Geräten „zuhören“ und riesige Datensätze auswerten.
- Verpackung und Abpackung: Indem es Herstellern ermöglicht, Geräte und Förderbänder zu sehen, zu hören und zu berühren, ermöglicht das Internet der Dinge (IoT) ihnen, den Verpackungsprozess zu optimieren.
- Qualitätskontrolle: KI in der Fertigung kann verwendet werden, um Defekte zu priorisieren und Muster von Defekten zu identifizieren, wodurch Unternehmen Zeit und Geld sparen. Darüber hinaus kann sie die Ausbeute steigern und die Wahrscheinlichkeit verringern, dass fehlerhafte Waren auf den Markt gelangen, indem sie die Inspektionsverfahren optimiert.
Arbeit von KI und Robotik im Fertigungsbereich
Hier sind einige der wichtigsten Unternehmen, die maschinelles Lernen einsetzen, um die Fertigungsindustrie voranzubringen. Dazu gehören Siemens und General Electric. Die Einzelheiten, wie verschiedene Unternehmen diese neue Technologie einsetzen, sind wie folgt:
Siemens
Sie überwachen ihr Stahlwerk mithilfe eines neuronalen Netzes. Dadurch waren sie in der Lage, KI für Fertigungszwecke zu entwickeln. Siemens führte Mindsphere ein, eine intelligente Cloud, die entwickelt wurde, um Maschinenparks für Wartungszwecke zu verfolgen. Mindsphere befindet sich derzeit in der Testphase. Ihr Hauptziel ist es, alle zusammenhängenden Aktivitäten vom Entwurf bis zur Wiederherstellung zu verfolgen, zu dokumentieren und zu untersuchen, damit sie Fehler schnell erkennen und beheben können. Die bedeutendste KI-bezogene Leistung von Siemens ist die Fähigkeit, Emissionen einer bestimmten Gasturbine besser zu reduzieren als jede Person. Die neuesten Gasturbinen verfügen über 500 Sensoren, die kontinuierlich Temperatur, Druck und andere Variablen messen.
Ein auf der Siemens-Website veröffentlichter Artikel besagt, dass Wissenschaftler einen zweiarmigen Roboter mit künstlicher Intelligenz entwickelt haben, der Waren ohne Programmierung herstellen kann. Die Aufgabe wird selbstständig auf die Arme des Roboters aufgeteilt und als Team schneller erledigt. Im Siemens Corporate Technology (CT), dem internationalen Forschungsbereich des Unternehmens in München, wurde die Funktion der Hände gezeigt. Die autonome Optimierung von Gasturbinen sowie die Überwachung und Wartung des intelligenten Netzes und anderer Industrieeinheiten wurden mit Hilfe von künstlicher Intelligenz erreicht. Siemens setzt künstliche Intelligenz in verschiedenen Branchen ein und verbessert das Stromnetz, indem es ihm Werkzeuge zur Netzwerküberwachung und -verwaltung zur Verfügung stellt.
General Electric (GE)
Ihr Hauptziel ist es, sie in intelligente Einheiten zu verwandeln, und sie haben mehr als 500 Fabriken auf der ganzen Welt. GE entwickelte die Brilliant Production Suite als ein System, um jeden Aspekt des Fertigungsprozesses zu überwachen und zu verwalten und alle Probleme oder Ineffizienzen zu beheben, bevor sie auftreten. Der Zweck der Brilliant Manufacturing Suite von GE besteht darin, Design, Engineering, Fertigung, Lieferkette, Vertrieb und Dienstleistungen in ein einziges, intelligentes System zu integrieren, das weltweit skalierbar ist. Jüngste Berichte besagen, dass Anstrengungen unternommen werden, um schwer zugängliche Orte mithilfe von Drohnen, kriechenden Robotern, KI und prädiktiver Analytik zu überprüfen. Industrieeinheiten werden in der Lage sein, sich selbst zu optimieren und zu warten. Avitas Systems wurde von GE Ventures gegründet, um Robotik und künstliche Intelligenz zu nutzen, um den Inspektionsdienstleistungssektor voranzubringen.
Sie entwickeln ein Cloud-basiertes System, das auf Daten von Sensoren auf diesen Drohnen zugreift und diese analysiert, die auf der Predix-Software von GE gehostet werden. Unbemannte Drohnen mit Sensoren können der Hitze problemlos standhalten. Sie können Infrarotkameras und andere Sensoren verwenden, um Probleme zu erkennen, bevor sie auftreten. Daten werden von diesen Drohnen gesammelt und an die Avitas Systems-Plattform weitergeleitet. Das System verfolgt Veränderungen im Laufe der Zeit und schlägt auf der Grundlage der Daten Inspektionen und Wartungen vor.
Anwendungsfälle der globalen Fertigungsindustrie im Jahr 2020
Viele Befragte (59 Prozent) glauben, dass die Qualitätskontrolle die wichtigste Anwendung von künstlicher Intelligenz im Fertigungssektor ist. In den meisten Fällen bezieht sich Qualitätskontrolle auf die Einführung von Maßnahmen, die die Produktion standardisieren. Künstliche Intelligenz kann beispielsweise dazu beitragen, die allgemeine Qualitätskontrolle zu verbessern, indem sie intelligente Kameras einsetzt, um Inspektionsverfahren zu verbessern, was zu geringeren Kosten führt. Der Fertigungssektor umfasst Unternehmen, die Rohstoffe und Bauteile in Fertigwaren umwandeln.
Exponat 1
Welche Vorteile kann künstliche Intelligenz in die Fertigung bringen?
- Engpässe beseitigen: Im Zeitalter von Industrie 4.0 wurden Engpässe durch neue Möglichkeiten ersetzt, die leicht zu erkennen, zu analysieren und zu nutzen sind.
- Versteckte Kosten beseitigen: Hersteller können versteckte Kosten in ihren Prozessen aufdecken, die häufig unbemerkt bleiben, wenn sie nur die normalen Kosten berücksichtigen, indem sie die Möglichkeiten der Datenanalyse nutzen.
- Probleme reduzieren: Da Hersteller nun die Fehlerquelle genau lokalisieren können, treten sie seltener wieder auf.
- Vorhersage: KI hat die Fähigkeit, eine Vielzahl von Situationen vorherzusehen, darunter chemische Lecks, Brände, Fehlfunktionen von Maschinen und Bauteilausfälle.
Was sind die Herausforderungen beim Einsatz von KI im Fertigungssektor?
Wird KI zu einer großen Anzahl von Arbeitsplatzverlusten führen? Um die Frage zu beantworten, müssen wir zunächst den Begriff „vollständige Automatisierung“ definieren, der verwendet wird, um jeden Prozess oder Job zu beschreiben, der vollständig mit Robotik und KI automatisiert wurde. Hersteller können dies nicht vorhersehen, da „Mensch plus KI“ die Produktivität um 30 % steigert. Die 30 % beziehen sich jedoch nicht auf einen bestimmten Betrag. In den kommenden Jahren wird er aufgrund erhöhter Investitionen und Forschung steigen. Daher stellt die vollständige Automatisierung keine Gefahr für Arbeitsplätze dar.
Werden Sicherheitsbedenken aufgrund von KI zunehmen? Es ist notwendig, bei der Behandlung der Sicherheitsprobleme dieser Frage zwischen physischer Sicherheit und Cyberangriffen zu unterscheiden. Da Menschen täglich für den Betrieb von Fabrikrobotern verantwortlich sein werden, wird die physische Sicherheit höchstwahrscheinlich ein Problem sein. Auf der anderen Seite wird der Großteil der IT-Infrastruktur von Cyberangriffen betroffen sein. KI kann die Wahrscheinlichkeit von Cyberangriffen verringern, da sie in ihren Abläufen riesige Daten verwendet.
Es ist davon auszugehen, dass sich die Fertigungsprozesse ändern werden, da KI immer mehr in unser tägliches Leben integriert wird.
Unternehmen treten derzeit vorsichtig auf und nehmen kleine Anpassungen vor, anstatt aufs Ganze zu gehen. Die Entwicklung künstlicher Intelligenz erfordert noch viel Arbeit. Es gibt noch keinen sicheren Gewinner.
Hersteller müssen jedoch verstehen, dass KI keine „Einmal“-Technologie ist. Sie wird mehr Geld und ein Engagement für die digitale Transformation erfordern.
Laut einem Blogbeitrag des KI-Softwareentwicklers IPsoft ist „Mangel an Talenten und eine alternde Belegschaft“ ein weiteres Problem für KI in der Fertigung. „Viele befürchten, in dieser neuen Revolution zurückgelassen zu werden, da sich die Fertigungsindustrie schnell in das digitale Zeitalter wandelt und von manueller Arbeit zur Automatisierung übergeht.“
Fazit
KI kann erheblich dazu beitragen, die Lebensfähigkeit Ihres Fertigungsunternehmens auch angesichts des kontinuierlichen Wandels sicherzustellen. Sie bietet prädiktive Analysen, um Herstellern zu helfen, klügere Entscheidungen zu treffen. Die Vorteile künstlicher Intelligenz sind vielfältig und reichen vom Kundenmanagement bis zum Produktdesign. Eine verbesserte Prozessqualität, eine effizientere Lieferkette, Anpassungsfähigkeit usw. sind einige davon.
Es gibt jedoch eine Reihe von Problemen mit der KI-Technologie. Kostspielig und anfällig für Hacks. Aber diese Nachteile werden durch die Vorteile von KI aufgewogen.
Autor: Sonu Kumar Sah