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Innovationsprojekt IIP-Ecosphere soll KI schnell nutzbar machen

Künstliche Intelligenz in der Produktion
Mittelstand benötigt Unterstützung bei der Umsetzung

Im Rahmen des KI-Innovationsprojekts IIP-Ecosphere arbeiten Forscher gemeinsam mit Industriepartnern daran, KI-Methoden schneller für produzierende Betriebe nutzbar zu machen. Eine Online-Umfrage sollte den aktuellen Stand und praktische Herausforderungen bei der Umsetzung klären.

Die Erwartungen an künstliche Intelligenz sind in der Industrie zwar hoch, doch in der Produktion – insbesondere im Mittelstand – wird KI noch wenig genutzt. Unklarheit besteht in den Unternehmen unter anderem beim Abschätzen des wirtschaftlichen Nutzens, der Anwendbarkeit im eigenen Produktionsumfeld sowie bei der Datenerfassung und -nutzung. Zu den Hemmnissen für den Einsatz von KI gehört in manchem Betrieb auch das Alter der eigenen Produktionsmaschinen, mit denen die notwendigen Daten nicht oder nur sehr aufwändig erfasst werden können. In der Folge fürchten gerade viele KMU, den Anschluss mit Blick auf Industrie 4.0 und KI zu verpassen. Zudem besteht unter einigen Unternehmen die Angst, dass Forschung und Unternehmensförderung sie aus den Augen verlieren und sie keine (Mit-)Gestaltungsmöglichkeiten bei relevanten Entwicklungen haben könnten. „Die partnerschaftliche Zusammenarbeit über Disziplingrenzen hinweg ist essenziell für die zukünftige Schlagkraft und Sicherung eines Wettbewerbsvorteils zumindest in den klassischen wirtschaftsstarken Disziplinen“, betont Dr. Alexander Broos, Leiter Forschung und Technik beim Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken (VDW).

Online-Umfrage zum Status Quo

Um den Einsatz von KI in der Produktion zu beschleunigen, fördert das Bundeswirtschaftsministerium unter anderem das KI-Innovationsprojekt IIP-Ecosphere. Im Rahmen des 2019 gestarteten und vom VDW unterstützten Projekt, dessen voller Name „Next Level Ecosphere for Intelligent Industrial Production“ lautet, führten Forscher eine Online-Umfrage durch. Das Ziel dabei war, den aktuellen Stand und die praktischen Herausforderungen der Unternehmen in Bezug auf den Einsatz von KI sowie damit verbundenen Themen wie Datenerfassung, Cloud-Nutzung, Auswahl und Rahmenbedingungen von KI-Lösungen sowie Industrie-4.0-Plattformen zu ermitteln. „Wir wollten mit der Umfrage notwendige, reale Handlungsfelder aufzeigen, in denen IIP-Ecosphere jetzt aktiv als Beschleuniger für die Nutzbarmachung von KI-Methoden wirken kann“, erklärt Projektleiterin Dr. Claudia Niederée vom Forschungszentrum L3S. 75 Unternehmen nahmen an der Umfrage teil, davon zwei Drittel aus der Werkzeugmaschinenindustrie.

Hohe Beteiligung großer Unternehmen

Auffällig ist die mit 70 % hohe Beteiligung größerer und sehr großer Unternehmen. Hintergrund könnte eine im Vergleich zu mittelständischen Unternehmen stärkere Beschäftigung mit KI-Themen sein. So gab ein im Vergleich zu anderen Umfragen recht hoher Anteil von über 37 % der Befragten an, in ihrem Unternehmen bereits in KI-basierte Lösungen involviert zu sein. Demgegenüber stehen allerdings über die Hälfte der Befragten, die das Thema KI zwar spannend finden, aber noch keine Zeit oder Gelegenheit hatten, sich damit zu beschäftigen.

Insgesamt zeigen die Antworten eine hohe Erwartung an KI und ihren Nutzen für Produkte und Dienstleistungen. 60 % der Befragten äußern sich entsprechend. Nur 7 % geben an, dass KI überschätzt wird. Überwiegend einig sind sich die Befragten darin, dass KI zur Unterstützung und nicht als Ersatz für Menschen in der Produktion eingesetzt werden soll.

Praktischer Nutzen schwierig einzuschätzen

Die Zahl von Anbietern und Lösungen für die Umsetzung von KI-Projekten in der Produktion wächst stetig. Für Anwender wird der Markt zunehmend unübersichtlich. Was die Auswahl zusätzlich erschwert: Häufig müssen gleich mehrere KI-Lösungen in Hardware-Komponenten, etwa Maschinensteuerungen, integriert werden. Diese Komplexität spiegelt sich in der Einordnung von Lösungen wider: Als häufigstes Hindernis bei der Identifikation geeigneter KI-Lösungen gaben die Befragten mit 65 % Probleme bei der Bewertung des wirtschaftlichen Nutzens einer KI-Lösung für den eigenen Anwendungskontext an. Mit 64 % knapp auf dem zweiten Platz liegt die Frage, ob die jeweilige KI-Lösung überhaupt im eigenen Kontext anwendbar ist. „Um Unternehmen einen schnelleren Überblick über verfügbare KI-Lösungen und deren Anwendungen zu bieten, entwickelt IIP-Ecosphere einen KI-Lösungskatalog, der die Problemstellungen der Befragten adressiert und Aspekte des Nutzens und der Anwendbarkeit mit einbezieht“, erläutert Niederée.

Rechtliche Unsicherheit beim Data Sharing

Die Umfrageergebnisse zeigen, dass über 90 % der Unternehmen bereits Produktionsdaten erfassen. Jedoch gibt fast die Hälfte der Befragten an, dass die Erfassung der für KI-Lösungen benötigten Daten ihr Unternehmen vor Probleme stellt. Beim bedarfsgerechten Erfassen KI-relevanter Daten besteht also Nachholbedarf.

Ein zwiespältiges Bild ergibt sich beim Thema Data Sharing. Auf der einen Seite denken 57 % der Befragten, dass sie von den Daten anderer Unternehmen profitieren könnten, aber nur 16 % würden unternehmensfremde Daten erwerben. 59 % sehen noch Klärungsbedarf bei den rechtlichen Fragen. „Die Antworten der Befragten verdeutlichen auch, wie notwendig eine verständliche Aufbereitung der rechtlichen Regelungen ist, um die Rahmenbedingungen für die Nutzung externer Daten klären zu können“, hält Hans-Dieter Schmees, Projektleiter für Technik und Normung beim VDW, fest.

Hälfte der Unternehmen nutzt Cloud-Lösungen

Fast die Hälfte der Befragten gibt an, Cloud-Lösungen für den Umgang mit unternehmensinternen Daten einzusetzen. Interessanterweise stimmen aber auch rund zwei Drittel der Unternehmen der Aussage zu, dass Produktionsdaten das Unternehmen nicht verlassen dürfen. Nur knapp 10 % der Befragten, die sich zu Cloud-Lösungen geäußert haben, setzen vorrangig auf eine Onsite-Lösung und würden keine Cloud-Lösung nutzen.

IIoT-Plattform hauptsächlich bei größeren Unternehmen im Einsatz

In der industriellen Produktion werden vermehrt IIoT-Plattformen eingesetzt, die die koordinierte Steuerung von Maschinen und die zentralisierte Sammlung von Daten unterstützen. Fast ein Drittel der befragten Unternehmen setzt bereits eine solche Software-Lösung ein, knapp 45 % haben keinen Einsatz geplant. Knapp 7 % der Unternehmen, die eine Plattform einsetzen, nutzen dabei eine eigene Entwicklung. Laut Umfrageergebnissen sind es aber vorrangig größere Unternehmen, die bereits aktiv von IIoT-Plattformen Gebrauch machen. Dr. Holger Eichelberger von der Arbeitsgruppe Software Systems Engineering der Universität Hildesheim sieht aber einen Trend hin zur vermehrten Nutzung von IIoT-Plattformen, der auch von der Umfrage bestätigt wird: „Mittelfristig kann damit gerechnet werden, dass etwa die Hälfte der befragten Unternehmen von Großunternehmen bis KMU bald eine solche Software einsetzt.“

IIP-Ecosphere baut Hemmnisse beim KI-Einsatz ab

IIP-Ecosphere vernetzt Akteure aus Wirtschaft und Wissenschaft in einem Ökosystem der intelligenten Produktion und entwickelt anwendungsorientierte KI-Methoden und innovative Geschäftsmodelle für die nächste Generation der Industrie 4.0. Das Ziel ist die Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit durch Selbstoptimierung der Produktion. Das Ökosystem mit 18 Konsortial- und 57 assoziierten Partnern entwickelt unter anderem einen KI-Lösungskatalog und eine virtuelle Plattform zur Erhöhung der Herstellerunabhängigkeit und experimentiert damit verstärkt im industriellen Umfeld. Zudem werden rechtliche, organisatorische und technische Rahmenbedingungen erarbeitet, damit Daten einfacher und sicherer zur Verbesserung und Entwicklung neuer Dienste geteilt werden können. So werden besonders Mittelständler und Start-ups in die Lage versetzt, KI-Methoden zur intelligenten Produktion selbst anzuwenden und weiterzuentwickeln. Der offene Ökosystemansatz von IIP-Ecosphere mit vielen Beteiligungsmöglichkeiten und -angeboten bietet den Unternehmen die benötigten Chancen und Möglichkeiten, um Herausforderungen gemeinsam anzugehen und technologische Alternativen zu entwickeln, die KI für möglichst viele Unternehmen zugänglich machen.

IIP-Ecosphere wird als einer der Gewinner des „Innovationswettbewerbs Künstliche Intelligenz“ seit Projektstart für drei Jahre mit rund 8,5 Mio. Euro durch das BMWi gefördert.

Kontakt:
IIP-Ecosphere
c/o Forschungszentrum L3S
Appelstr. 9a
30167 Hannover
Tel.: +49 (0)511 762–17715
www.iip-ecosphere.de

VDW Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken e.V.
Lyoner Str. 14
60528 Frankfurt am Main
Tel.: 069 /756081–0
vdw@vdw.de
www.vdw.de

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