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KI in der Fertigung
Der Einzug künstlicher Intelligenz scheitert mitunter am Mangel qualifizierter Fachkräfte oder an den Investitionskosten. Doch in vielen Bereichen hat KI Vorzüge, die Fachkräfte entlasten und den KI-Einsatz für Unternehmen rentabel machen.
Künstliche Intelligenz hat sich von einem futuristischen Konzept zu einer treibenden Kraft hinter zahlreichen Innovationen und Effizienzsteigerungen in der Produktion entwickelt. Das Weltwirtschaftsforum prognostiziert, dass der Markt für KI in der Fertigung bis 2028 voraussichtlich auf rund 19,3 Mrd. Euro anwachsen wird. Während andere Länder bereits erhebliche Fortschritte in der Nutzung von KI-Technologie in der Fertigungsbranche verzeichnen, stehen deutsche Unternehmen aber meist noch am Anfang dieser Entwicklung. Hierbei stellt sich die Frage: Welche Hürden müssen überwunden werden, um die KI-Implementierung zu meistern und dadurch Innovationskraft für Fertigungsunternehmen und innerhalb der Konstruktion zu realisieren?
Einer der Hauptgründe für fehlende Integration von KI in der Fertigung ist der weiterhin starke Fokus auf traditionelle Strategien und Methoden, die in vielen deutschen Unternehmen tief verwurzelt sind. Ein weiterer wesentlicher Faktor ist der erhebliche Mangel an Fachkräften und Know-how im Bereich KI. Die Ausbildung sowie Rekrutierung von Fachkräften, die über die notwendigen Fähigkeiten und Kenntnisse verfügen, sind zeitaufwendig und kostspielig. Viele Unternehmen kämpfen daher einerseits miteinander um die besten Talente und andererseits darum, diese auch langfristig zu halten.
Aber auch die hohen Investitionskosten sind ein Grund für die Scheu vor KI: Die Implementierung von KI erfordert nicht nur den Erwerb von Hardware und Software, sondern auch umfangreiche Schulungen und die Anpassung bestehender Systeme und Prozesse. Gleichzeitig besteht die Befürchtung, dass KI-Projekte nicht über die Pilotphase hinauskommen könnten oder nicht den erwünschten Effekt mit sich brächten, weshalb entsprechende Investitionen nur ungern in Angriff genommen werden.
Potenziale und Nutzen von KI in der Fertigung
KI-basierte Systeme können repetitive und zeitaufwendige Aufgaben übernehmen, was einerseits zu einer signifikanten Zeitersparnis und andererseits zu einer erhöhten Produktivität führt, denn durch die Automatisierung können sich Fachkräfte auf komplexere Tätigkeiten konzentrieren, die beispielsweise Kreativität und strategisches Denken erfordern. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der KI ist die Echtzeit-Überwachung und Qualitätskontrolle, die vor allem im Fertigungskontext zunehmend an Bedeutung gewinnt. KI-Systeme können kontinuierlich Produktionsprozesse überwachen und Abweichungen von den Qualitätsstandards sofort erkennen. Dies führt zu einer erheblichen Verbesserung der Produktqualität, da Fehler frühzeitig identifiziert und korrigiert werden können, bevor sie sich auf die gesamte Produktion auswirken.
In der Automobilindustrie beispielsweise wird KI zur vorausschauenden Wartung von Maschinen eingesetzt, was die Betriebseffizienz steigert und Ausfallzeiten reduziert. In der Elektronikindustrie helfen KI-basierte Qualitätskontrollsysteme, die Produktionsqualität zu sichern und Fehler zu minimieren. Diese Beispiele zeigen, dass KI nicht nur theoretische Vorteile bietet, sondern in der Praxis erhebliche Verbesserungen und Effizienzsteigerungen ermöglicht.
Zentrale Erkenntnisse aus der künstlichen Innovation
Wenn es um den Begriff KI geht, sollte zwischen "alltäglicher KI" und "künstlicher Innovation" unterschieden werden. Der Begriff "alltägliche KI" bezieht sich auf den Einsatz von KI zur Optimierung alltäglicher Geschäftsprozesse. Beispiele hierfür sind die Automatisierung von Routineaufgaben, die Analyse großer Datenmengen zur Entscheidungsfindung und die Implementierung von KI-gesteuerten Qualitätskontrollsystemen.
Der Bereich der künstlichen Innovation hingegen ist der Hebel, der die Hersteller von der reinen Effizienzsteigerung zu bahnbrechenden neuen Ideen führen wird. Künstliche Innovation bedeutet, dass Unternehmen nicht nur bestehende Prozesse optimieren, sondern auch neue Geschäftsmodelle und Produkte entwickeln, die ohne den Einsatz von KI nicht möglich wären. Dazu gehören unter anderem die Erschließung neuer Märkte, die Entwicklung innovativer Produkte und Dienstleistungen sowie die Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit. Künstliche Innovation nutzt somit künstliche Intelligenz, um Innovationsfähigkeit zu erweitern und Lösungen für Probleme zu finden. Ein Beispiel für künstliche Innovation zeigt das digitale Fertigungsunternehmen Protolabs. Zu nennen wäre hier das automatische Angebotssystem von Protolabs. Im Rahmen dieses Systems analysiert die KI CAD-Dateien, die von Kunden hochgeladen werden, und erstellt auf dieser Basis schnell und präzise Angebote für kundenspezifische Teile. Der Prozess beschleunigt die Angebotsabwicklung erheblich und erhöht die Genauigkeit bei der Angebotserstellung – was wiederum die Kundenbindung stärkt.
Zudem setzt Protolabs KI in der Design-for-Manufacturability-Analyse (DFM) ein. In diesem Prozess werden Algorithmen genutzt, um potenzielle Probleme im Design zu identifizieren, bevor die Produktion beginnt. Diese vorausschauende Machbarkeits-Analyse ermöglicht es, Designfehler frühzeitig zu erkennen und zu beheben, was zu einer erheblichen Verbesserung der Produktqualität führt. Gleichzeitig werden Produktionsprobleme vermieden, was Produktionskosten senkt und die Effizienz erhöht. Durch diese innovativen Anwendungen demonstriert Protolabs, wie Unternehmen durch den gezielten Einsatz von KI-Technologien nicht nur ihre internen Prozesse optimieren, sondern auch ihren Kunden besseren Service und höhere Qualität bieten können.
Ein Ausblick in die Zukunft
Klar ist: KI wird weiterhin eine transformative Rolle in der Fertigungsindustrie spielen. Man kann sagen, KI ist auf dem besten Weg ein maßgebliches Business-Tool zu werden. Zukünftige Entwicklungen könnten die Integration von KI mit Technologien wie dem Internet der Dinge (IoT) und der erweiterten Realität (AR) umfassen, um intelligente und vernetzte Fertigungssysteme zu schaffen. Die bisherigen Erkenntnisse zeigen aber dennoch, dass es noch grundlegende Missverständnisse darüber gibt, wie man das Potenzial der KI in einem industriellen Umfeld am besten nutzen kann. Es braucht ausreichend Fachkenntnisse in diesem Bereich, geschulte Fachkräfte und eine klare Strategie – ist alltägliche KI das Ziel oder doch künstliche Innovation?










