Transformation der Fertigungsindustrie: Die Macht der künstlichen 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 ausfällt oder etwas Unerwartetes – oder möglicherweise sogar etwas Unerwartetes – passiert.
Die Automatisierung schwieriger Aufgaben und die Erkennung versteckter Muster in Arbeitsabläufen oder Produktionsprozessen sind zwei Aspekte der künstlichen Intelligenz, die in der Fertigung eingesetzt werden.
Dank KI und maschineller Intelligenz haben die Hersteller heute die beispiellose Möglichkeit, den Durchsatz zu erhöhen, 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. Dies geschieht mit einer Genauigkeit, die mit der der besten menschlichen Arbeitskräfte 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 zu machen, wie sich das auf ihre Gesundheit oder Leistung auswirken wird.
Darüber hinaus kann KI Hersteller bei der Verfolgung komplizierter Verfahren, Geräte oder Arbeitsabläufe in Echtzeit unterstützen, sodass sie Gefahren erkennen und datengestützte, vorbeugende Wartungsstrategien implementieren können.
KI kann im Industriesektor aufgrund dieser vorteilhaften Aspekte Zeit sparen.
Was sind die Anwendungen von KI in der Fertigung?
- Vorausschauende Wartung: Vorausschauende Wartung ist ein wesentlicher Vorteil der künstlichen Intelligenz für die Industrie. Auf diese Weise können Unternehmen den Zustand ihrer Maschinen besser verstehen, Ausfallzeiten reduzieren und die Anlagennutzung maximieren.
- Energieeffizient: Die Energieeffizienz einer Fabrik kann mit Hilfe von künstlicher Intelligenz verbessert werden. Fertigungsunternehmen können Routineabläufe wie Supply Chain Management, Prozessdesign und Ressourcenmanagement rationalisieren und automatisieren, indem sie ihren Anlagen "zuhören" und riesige Datensätze auswerten.
- Verpackung: Indem das Internet der Dinge (IoT) es den Herstellern ermöglicht, Anlagen und Förderbänder zu sehen, zu hören und zu berühren, können sie den Verpackungsprozess optimieren.
- Qualitätskontrolle: KI in der Fertigung kann verwendet werden, um Fehler zu priorisieren und deren Muster zu erkennen, 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 nutzen, um die Fertigungsindustrie voranzutreiben. Dazu gehören Siemens und General Electric. Im Folgenden werden die Einzelheiten aufgeführt, wie verschiedene Unternehmen diese neue Technologie einsetzen:
Siemens
Sie überwachen ihr Stahlwerk mit einem neuronalen Netz. Dadurch konnten sie KI für Fertigungszwecke entwickeln. Siemens hat Mindsphere eingeführt, 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. Das bedeutendste KI-bezogene Ergebnis von Siemens ist die Fähigkeit, die Emissionen einer bestimmten Gasturbine besser zu reduzieren als jede Person. Die neuesten Gasturbinen enthalten 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 unabhängig voneinander auf die Arme des Roboters aufgeteilt und als Team schneller erledigt. In der internationalen Forschungsabteilung des Unternehmens, Siemens Corporate Technology (CT), in München wurde die Funktion der Hände demonstriert. Die autonome Optimierung von Gasturbinen sowie die Überwachung und Wartung des intelligenten Netzes und anderer Industrieanlagen wurden mit Hilfe von künstlicher Intelligenz erreicht. Siemens setzt künstliche Intelligenz in verschiedenen Branchen ein und rüstet das Stromnetz auf, indem es ihm Werkzeuge für die 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 hat die Brilliant Production Suite als ein System entwickelt, 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 ist es, 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 Stellen mit Hilfe von Drohnen, Kriechrobotern, KI und vorausschauender Analytik zu überprüfen. Industrielle Einheiten werden in der Lage sein, sich selbst zu optimieren und zu warten. Avitas Systems wurde von GE Ventures gegründet, um Robotik und künstliche Intelligenz einzusetzen, 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 finden, bevor sie auftreten. Die 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 für die globale Fertigungsindustrie 2020
Viele Befragte (59 Prozent) sind der Ansicht, dass die Qualitätskontrolle die wichtigste Anwendung von künstlicher Intelligenz im Fertigungssektor ist. In den meisten Fällen bezieht sich die Qualitätskontrolle auf die Einführung von Massnahmen, die die Produktion standardisieren. Künstliche Intelligenz kann beispielsweise zur Verbesserung der gesamten Qualitätskontrolle beitragen, indem sie intelligente Kameras zur Verbesserung der Inspektionsverfahren einsetzt, was zu niedrigeren Kosten führt. Der Fertigungssektor umfasst Unternehmen, die Rohstoffe und Bauteile in Fertigwaren umwandeln.
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Welche Vorteile kann künstliche Intelligenz für die Fertigung bringen?
- Beseitigung von Engpässen: Im Zeitalter von Industrie 4.0 sind Engpässe durch neue Möglichkeiten ersetzt worden, die einfach zu erkennen, zu analysieren und zu nutzen sind.
- Beseitigung versteckter Kosten: Hersteller können versteckte Kosten in ihren Prozessen aufdecken, die oft unbemerkt bleiben, wenn sie nur die normalen Kosten berücksichtigen, indem sie die Leistungsfähigkeit der Datenanalyse nutzen.
- Reduzierung von Problemen: Da die Hersteller nun die Ursache von Fehlern genau bestimmen können, ist es weniger wahrscheinlich, dass diese erneut auftreten.
- Vorhersage: KI hat die Fähigkeit, eine Vielzahl von Situationen vorherzusehen, darunter chemische Lecks, Brände, Fehlfunktionen von Maschinen und Komponentenausfälle.
Was sind die Herausforderungen bei der Verwendung von KI im Fertigungssektor?
Wird KI zu einer grossen Anzahl von Arbeitsplatzverlusten führen? Um die Frage zu beantworten, müssen wir zunächst "Vollautomatisierung" definieren. Dies ist der Begriff, der verwendet wird, um jeden Prozess oder Job zu beschreiben, der vollständig mit Robotik und KI automatisiert wurde. Die Hersteller können dies nicht antizipieren, da "Mensch plus KI" die Produktivität um 30 % steigert. Die 30 % beziehen sich jedoch nicht auf einen bestimmten Betrag. In den kommenden Jahren wird sie aufgrund erhöhter Investitionen und Forschung steigen. Daher stellt die Vollautomatisierung keine Gefahr für Arbeitsplätze dar.
Werden die Sicherheitsbedenken aufgrund von KI zunehmen? Es ist notwendig, zwischen physischer Sicherheit und Cyberangriffen zu unterscheiden, wenn man die Sicherheitsprobleme dieser Frage anspricht. Da die Menschen für den täglichen Betrieb von Fabrikrobotern verantwortlich sein werden, ist die physische Sicherheit höchstwahrscheinlich ein Problem. Auf der anderen Seite wird der grösste Teil der IT-Infrastruktur von Cyberangriffen betroffen sein. KI kann die Wahrscheinlichkeit von Cyberangriffen verringern, da sie in ihren Operationen riesige Daten verwendet.
Es ist vernünftig anzunehmen, dass sich die Fertigungsprozesse ändern werden, da KI immer mehr in unser tägliches Leben integriert wird.
Die Unternehmen gehen derzeit vorsichtig vor und nehmen kleine Anpassungen vor, anstatt alles auf einmal zu tun. Die Entwicklung der künstlichen Intelligenz erfordert noch viel Arbeit. Es gibt noch keinen sicheren Gewinner.
Die Hersteller müssen jedoch verstehen, dass KI keine "Einmal-und-nie-wieder"-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, mit dem KI in der Fertigung konfrontiert ist. "Viele befürchten, dass sie in dieser neuen Revolution zurückgelassen werden, da sich die Fertigungsindustrie schnell in das digitale Zeitalter wandelt und von manueller Arbeit zur Automatisierung übergeht."
Schlussfolgerung
KI kann erheblich dazu beitragen, die Lebensfähigkeit Ihres Fertigungsunternehmens auch angesichts des ständigen Wandels zu gewährleisten. Sie bietet vorausschauende Analysen, die Herstellern helfen, klügere Entscheidungen zu treffen. Die Vorteile der künstlichen Intelligenz sind zahlreich und reichen von der Kundenverwaltung bis zum Produktdesign. Verbesserte Prozessqualität, eine effizientere Lieferkette, Anpassungsfähigkeit usw. sind einige davon.
Es gibt aber auch eine Reihe von Problemen mit der KI-Technologie. Sie ist kostspielig und anfällig für Hackerangriffe. Diese Nachteile werden jedoch durch die Vorteile der KI aufgewogen.
Autor: Sonu Kumar Sah