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 ausfällt oder etwas Unerwartetes – oder möglicherweise sogar etwas Unerwartetes – geschieht.
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 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. Sie erreicht 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 benötigen keine Ruhe; Sie können sie bis an ihre absoluten Grenzen bringen, ohne sich Gedanken darüber machen zu müssen, wie sich dies auf ihre Gesundheit oder Leistung auswirkt.
Darüber hinaus kann KI Hersteller bei der Verfolgung komplizierter Verfahren, Geräte oder Arbeitsabläufe in Echtzeit unterstützen, sodass sie Gefahren erkennen und datengesteuerte 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 von künstlicher 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 mithilfe 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: 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 deren Muster 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 gebracht werden, indem sie die Inspektionsverfahren optimiert.
Die 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. Im Folgenden werden die Besonderheiten der Nutzung dieser neuen Technologie durch verschiedene Unternehmen aufgeführt:
Siemens
Sie überwachen ihr Stahlwerk mithilfe eines neuronalen Netzes. Dadurch konnten sie KI für Fertigungszwecke entwickeln. Siemens führte Mindsphere ein, eine intelligente Cloud, die entwickelt wurde, um Maschinenparks für Wartungszwecke zu verfolgen. Mindsphere befindet sich derzeit im Test. Ihr Hauptziel ist es, alle verbundenen 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, die Emissionen einer bestimmten Gasturbine besser zu reduzieren als jede andere Person. Die neuesten Gasturbinen verfügen über 500 Sensoren, die kontinuierlich Temperatur, Druck und andere Variablen messen.
Ein auf der Siemens-Website veröffentlichter Artikel behauptet, 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 gezeigt. Die autonome Optimierung von Gasturbinen sowie die Überwachung und Wartung des intelligenten Netzes und anderer Industrieanlagen wurden mithilfe 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 umzuwandeln, und sie haben mehr als 500 Fabriken auf der ganzen Welt. GE entwickelte die Brilliant Production Suite als System zur Überwachung und Verwaltung aller Aspekte des Fertigungsprozesses und zur Behebung von Problemen oder Ineffizienzen, bevor sie auftreten. Der Zweck der Brilliant Manufacturing Suite von GE besteht darin, Design, Engineering, Fertigung, Lieferkette, Vertrieb und Dienstleistungen in einem einzigen, intelligenten System zu integrieren, das weltweit skalierbar ist. Jüngsten Berichten zufolge werden Anstrengungen unternommen, um schwer zugängliche Orte mithilfe von Drohnen, Kriechrobotern, KI und Predictive Analytics zu überprüfen. Industrieanlagen 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. 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 Wartungsarbeiten vor.
Anwendungsfälle für die globale Fertigungsindustrie im Jahr 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 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 geringeren Kosten führt. Der Fertigungssektor umfasst Unternehmen, die Rohstoffe und Bauteile in fertige Güter umwandeln.
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Welche Vorteile kann künstliche Intelligenz für die Fertigung bringen?
- Beseitigung von Engpässen: Im Zeitalter von Industrie 4.0 wurden Engpässe durch neue Möglichkeiten ersetzt, die einfach zu erkennen, zu analysieren und zu nutzen sind.
- Beseitigung versteckter Ausgaben: 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 Hersteller nun die Ursache von Fehlern genau bestimmen können, treten diese weniger wahrscheinlich erneut auf.
- Vorhersage: KI hat die Fähigkeit, eine Vielzahl von Situationen vorherzusehen, darunter chemische Lecks, Brände, defekte Maschinen und Bauteilausfälle.
Was sind die Herausforderungen beim Einsatz von KI im Fertigungssektor?
Wird KI zu einem großen Stellenabbau führen? Um das Thema zu beantworten, müssen wir zunächst „vollständige Automatisierung“ definieren, also den Begriff, der verwendet wird, um jeden Prozess oder Job zu beschreiben, der vollständig mit Robotik und KI automatisiert wurde. Hersteller können dies nicht vorhersehen, da „Menschen 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 vollständige Automatisierung keine Gefahr für Arbeitsplätze dar.
Werden Sicherheitsbedenken aufgrund von KI zunehmen? Es ist notwendig, zwischen physischer Sicherheit und Cyberangriffen zu unterscheiden, wenn man die Sicherheitsprobleme dieser Frage behandelt. Da die Menschen täglich für den Betrieb von Fabrikrobotern verantwortlich sind, ist die physische Sicherheit höchstwahrscheinlich ein Problem. Auf der anderen Seite wird der Großteil der IT-Infrastruktur von Cyberangriffen betroffen. KI kann die Wahrscheinlichkeit von Cyberangriffen verringern, da sie große Datenmengen in ihren Abläufen verwendet.
Es ist vernünftig zu erwarten, dass sich die Fertigungsprozesse ändern werden, je mehr KI in unser tägliches Leben integriert wird.
Unternehmen gehen derzeit vorsichtig vor und nehmen kleine Anpassungen vor, anstatt alles auf einmal zu machen. 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, mit dem KI in der Fertigung konfrontiert ist. „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 zu gewährleisten. Sie bietet vorausschauende Analysen, die Herstellern helfen, klügere Entscheidungen zu treffen. Die Vorteile künstlicher Intelligenz sind zahlreich und reichen vom Kundenmanagement bis zum Produktdesign. Verbesserte Prozessqualität, eine effizientere Lieferkette, Anpassungsfähigkeit usw. sind nur einige davon.
Es gibt jedoch eine Reihe von Problemen mit der KI-Technologie. Sie ist kostspielig und anfällig für Hacks. Diese Nachteile werden jedoch durch die Vorteile von KI aufgewogen.
Autor: Sonu Kumar Sah