Fachbeitrag „Zukunft.“

Wandel der industriellen Wertschöpfung durch künstliche Intelligenz

Von Prof. Dr.-Ing. Roman Dumitrescu

Die Adaption und der Einsatz neuer Technologien sind essenziell für den Ausbau der Wettbewerbsfähigkeit produzierender Unternehmen. Für Unternehmen stellt sich die Frage, welche technologischen Trends für die eigene Wertschöpfung entscheidend sind und wie diese frühzeitig adressiert werden können. Einer Technologie wird dabei ein besonders disruptiver Charakter für die industrielle Wertschöpfung zugetraut, der künstlichen Intelligenz (KI) (Chen et al. 2016; Purdy and Daugherty 2017). Das Thema ist nicht neu, sondern so alt wie der Computer selbst. Sie ist kein Allheiloder gar Wundermittel, auch wenn der Name erst einmal hohe Erwartungen weckt. Trotzdem hat KI auch gerade für KMU ein enormes Potenzial.

KI muss als Werkzeug verstanden werden, welches nur bei richtigem Einsatz die Leistungsfähigkeit von Unternehmen erhöhen kann. In den letzten Jahren zeichnet sich eine enorme Leistungssteigerung von Ansätzen der KI ab, was nicht zuletzt an dem kontinuierlichen Zuwachs an verfügbarer Rechenleistung und gleichzeitiger hoher Verfügbarkeit von Daten liegt. Dabei muss zwischen verschiedenen Einsatzbereichen von KI in der industriellen Wertschöpfung unterschieden werden (BMWi 2019). Für viele ist der Einsatz in der Produktion besonders Erfolg versprechend. Diese Ansätze werden als Industrial Data Science bezeichnet. Die Anwendungen reichen von der Prozessüberwachung einzelner Fertigungsschritte bis hin zur autonomen Optimierung ganzer Prozessketten. Das Ziel ist hier die Senkung der Fertigungskosten bzw. der Produktionszeit sowie eine Steigerung der Qualität.

Nicht minder Potenzial hat der vorgelagerte Engineeringprozess, von der Ideenfindung bis zur Produktionsplanung. Anwendungsbeispiele für diese Engineering Intelligence sind beispielsweise ein KIgestütztes Technologie-Scouting oder das Generative Design, welches Ingenieurinnen und Ingenieuren Tausende von Entwurfsoptionen ausgehend von einer formalen Beschreibung des Entwurfsraumes liefert (Pham & Pham 1999). Ziel ist sowohl die Erhöhung der Produktivität als auch eine Anregung der Kreativität der Expertinnen und Experten im Bereich der Produktentwicklung.

Wirft man den Blick aktuell weit nach vorne, ist aber nicht der Anwendungsbereich von KI relevant, sondern welche technologischen Fortschritte die Leistungsfähigkeit weiter steigern werden. Die Quanten-Technologien werden hier einen spannenden Beitrag leisten können, der uns die Wertschöpfung nochmals neu denken lässt (Acín et al. 2018). Aber wie gesagt: Der „Quanten-Speer“ steckt noch weit vorne im Feld. Bis dahin sollten wir die offensichtlichen Potenziale der KI erst einmal voll erschließen.