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Technologie & Maschinenbau

Künstliche Intelligenz als Entdecker und Entwickler

Während die Automatisierung der industriellen Produktion unaufhörlich voranschreitet, haben Menschen auch in den früheren Stadien seltener ihre Finger im Spiel. Ob im Labor von Morgen oder in der Fabrik der Zukunft, künftig ruft der Algorithmus „Eureka!“ und die Maschine weiß nicht nur wie sie etwas produziert, sondern auch „Wie viel“, „Womit“ und „Warum genau so“.

27.05.2017

Die Fallbeispiele, in denen der menschliche Entdecker und Entwickler zunehmend Konkurrenz aus der Welt der „Nullen und Einsen“ Konkurrenz bekommt, häufen sich.

  • KI-gestützte Materialforschung: Toyota baut im Wettlauf um neuartige Batterien und Brennstoffzellen auf künstliche Intelligenz. Mit Hilfe von einem Etat von rund 33 Millionen Euro soll KI vielversprechende neuartige Materialien identifizieren und bewerten. Dass dies funktionieren kann, zeigen Studien: Von über 200,000 Magnettypen konnten mit Hilfe von Computersimulationen 14 attraktive Kandidaten identifiziert werden. Kurzum: „Womit“ produziert wird entscheiden morgen nicht mehr alleine die Materialforscher.
  • Autonomer Einkauf: Wie viel produziert werden soll, wird in der Fabrik der Zukunft autonom und nicht vom Produktionsleiter entschieden. Der Top-Einkäufer von Otto – eine künstliche Intelligenz – kann mit einer Genauigkeit von 90% prognostizieren, welche Produkte im nächsten Monat verkauft werden.
  • AI-Driven Design: Auch das „Warum genau so“ liegt zukünftig nicht mehr allein in Menschenhand. Künstliche Intelligenzen werden als intelligente und kreative Designer eingesetzt, die ein Set von verschiedenen Entwürfen vorschlagen. So entstehen schon heute verbesserte Karosseriekonstruktionen. Dank Sensordaten und Simulationen kann ein intelligenter Algorithmus ähnlich der natürlichen Auslese Milliarden von Entwurfsoptionen entwerfen, durchspielen und dann ausselektieren. Dies geschieht entlang bestimmter Vorgaben, z.B. mathematischen Problemen, spieltheoretischen Entscheidungskriterien und Trade-off-Entscheidungen. Abhängig vom zugrundeliegenden Lern-Algorithmus liefert die KI das optimale Design oder eine Reihe von Designvorschlägen mit unterschiedlichen Vorzügen.

Für die Fabrik 4.0 ist ein Mehrklang aus allen Entwicklungen wichtig. Denn Maschinen müssen mehr können, als nach Blaupause arbeiten. Um für die kundenindividuelle Produktion in hohen Stückzahlen gewappnet zu sein, reicht es nicht, nur die Farbe von einfachen Produkten zu individualisieren. Damit die Individualisierung einen echten Mehrwert bieten kann, müssen mehrere Produktmerkmale schnell anpassbar und komplexere Produkte möglich sein. Soll die strukturelle Integrität der Produkte gewahrt werden, so müssen die modulare Produktionsinseln flexibel auf die Kundenanforderungen reagieren und verstehen, was sie „Womit“ und „Warum genau so“ erreichen. Nicht zuletzt hat jeder Kunde seine Besonderheiten und eigenen Wünsche. Ein echter Mehrwert entsteht, wenn die Maschine auf einen unbeschränkten Zielkorridor hinarbeitet und dabei die Entscheidungskriterien und Probleme des Kunden berücksichtigt, sich von ihnen aber nicht beschränken lässt. So entstehen in der Zukunft tatsächlich innovative und personalisierte Produktvariationen und Designideen direkt in der Fabrik — und dies vielleicht sogar schon bevor der Kunde bestellt hat.

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Ihr Ansprechpartner für Fragen zur Fabrik 4.0 ist Daniel Bonin.

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