Arbeitsplan und Kalkulation: Mehr Effizienz dank KI

Dr. Christian Heining, Chief Innovation Officer (CIO) bei der up2parts GmbH, war zu Gast beim Online-Event „Künstliche Intelligenz in der Produktion“. Sein Fokus lag auf dem Einsatz von KI bei der Produktionsplanung, konkret bei Arbeitsplan und Kalkulation. Technology Evangelist Ralf Schnurr war dabei und hat anschließend mit dem Mathematiker erörtert, welche Potenziale für Effizienzsteigerungen in der Fertigung durch künstliche Intelligenz gehoben werden können und warum der Start mit einer innovativen Software so schnell und einfach geht wie das Erstellen eines Netflix-Accounts.

Die zentralen Aussagen von Dr. Christian Heining zur künstlichen Intelligenz im Einsatz für Arbeitsplan und Kalkulation in der Fertigung gibt es hier im BAURAUM.

Dr. Christian Heining über….

…die vielfältigen Rollen von künstlicher Intelligenz.

KI hat längst den Alltag erreicht. Ich sage nur Alexa oder Siri. Und die gleichen Techniken, die von den großen Playern wie Google, Facebook oder Amazon vorangetrieben werden, nehmen jetzt Fahrt auf, kommen in der Produktion an und sorgen für ganz neue Möglichkeiten: Produktivitätssteigerungen, Predictive Maintenance, neue Geschäftsmodelle.

…die Akzeptanz von KI in der industriellen Anwendung.

Es wird der KI immer noch zu oft der Nimbus angehängt, etwas Großes, etwas Magisches, eine Blackbox zu sein. Echte Akzeptanz schafft man nur, wenn KI dem Anwender auf dem Shopfloor direkt Vorteile in seinem Anwendungsfall bietet.

…KI im Wertschöpfungsprozess in der Fertigung.

Wir entwickeln Softwarelösungen, die den Wertschöpfungsprozess in einer Fertigung abbilden und KI-gestützt beschleunigen. Im ersten Schritt geben wir dem Arbeitsvorbereiter die Möglichkeit, Produktionspläne automatisch zu erstellen – auf Basis von historischen Daten und KI-Algorithmen.

…Unterstützung für Lohnfertiger bei Arbeitsplan und Kalkulation.

Spezialisiert sind wir auf Lohnfertigung und Zerspanung. Eine Produktionsart, die schon sehr alt ist, aber in den letzten zehn bis 20 Jahren eine enorme Komplexität erfahren hat: neue Mehr-Achs-Maschinen, große Automatisierung. Unsere Lösung automatisiert die Arbeitsplanung und Kalkulation und beantwortet die Frage: Wie durchläuft ein beauftragtes Bauteil die Produktion am besten?

…den Vergleich zwischen manueller und automatischer Kalkulation.

Ein Arbeitsvorbereiter in der Fertigung muss ein Angebot abgeben – mit Preis und Lieferzeit – und dabei vieles berücksichtigen sowie mit verschiedenen Stellen im Unternehmen abstimmen: Auslastung und Durchlauf der Fertigung, Komplexität des Bauteils, Materialbeschaffung, etc. Von Eingang der Anfrage bis Abgabe des Angebots können Tage vergehen. Nun kann man davon ausgehen, dass ein mittelständischer Fertigungsbetrieb etwa 100 Angebote pro Woche schreibt. Mit unserer Lösung bringen wir alle Experten aus dem jeweiligen Betrieb auf einer Plattform zusammen und können die Prozesse so beschleunigen, dass ein Arbeitsplan – und auf dieser Basis ein Angebot – innerhalb weniger Minuten generiert werden kann. Das Potenzial für Effizienzsteigerungen in diesem Umfeld ist also enorm.

…Erfolgsquoten in der Auftragsgenerierung.

Von den erwähnten 100 Angeboten pro Woche führen in der Regel nur 15 bis 20 % zu einem Auftrag. Also haben in rund 80-85% der Fälle Fachleute aus der Fertigung bzw. Produktion wertvolle Arbeitszeit für den Papierkorb investiert. Da drängt sich Automatisierung förmlich auf. Die Qualität der automatisch erstellten Angebote hängt von verschiedenen Faktoren ab, vor allem von der Komplexität des Bauteils und der Pflege der Daten, mit denen die individuelle KI des jeweiligen Lohnfertigungsbetriebs trainiert wird.

…die lernende KI und der Rückfluss von Informationen ins System:

Grundsätzlich erfolgt regelmäßig ein automatisches Re-Training der KI. Der Nutzer bekommt davon aber nichts mit. Er trainiert die Algorithmen nur durch das Nutzen der Software. Das heißt, je mehr Kalkulationen er automatisiert erstellt, umso mehr wird die kundenindividuelle KI trainiert und gibt immer bessere Vorhersagen. Im Idealfall wird das System auch anfänglich von entsprechenden Fachleuten bedient, die Rückmeldung geben können: Ja, dieser Arbeitsplan und dieses Angebot passen. Wenn dann nach der Fertigung des Bauteils zudem die „Echtdaten“ – also wie wurde das Bauteil gefertigt, zu welchen Zeiten, mit welchen Maschinen, etc. – ins System zurückfließen, ist das für die KI äußerst wertvoll. Dabei ist unser Anspruch eine möglichst einfache Handhabung für den Bediener mit simplen Abfragen und ohne komplizierte Daten. Wir arbeiten außerdem an Schnittstellen zu diversen Produktionssystemen, um den Rückfluss dieser Informationen ganz zu automatisieren.

…Datensicherheit in einer cloudbasierten Lösung:

Die Daten, die der Kunde an die KI zurückmeldet, z.B. Angebotskalkulationen oder 3D-Modelle, bleiben im Besitz des Kunden. Diese Daten sieht nie jemand anders, weder wir noch andere Kunden. Da arbeiten wir mit den höchsten Standards. Das Know-how gehört dem Kunden und nur dem Kunden selbst. Die Daten werden nur genutzt, um die individuelle KI des jeweiligen Kunden zu trainieren.

…Zielgruppen für den Einsatz von KI für Arbeitsplan und Kalkulation:

Interessant ist diese Lösung für jeden Betrieb, der Zerspanung als Dienstleistung anbietet, sei es innerhalb einer größeren Produktion oder als Lohnfertiger an Kunden nach außen. Hauptsächlich adressieren wir kleine und mittelständische Unternehmen, wo das Potenzial für Automatisierung und Digitalisierung besonders groß ist und der größte Mehrwert generiert werden kann. In Deutschland gibt es mehrere Tausend Unternehmen, die sich im Umfeld von Lohnfertigung, Zerspanung, Betriebsmittelbau und Formenbau bewegen und jeden Tag unnötigerweise hochqualifizierte Kräfte in einem manuellen Prozess binden.

…den Aufwand, mit einer KI-basierten Lösung für die Fertigung zu beginnen:

Das geht so schnell wie einen Netflix-Account anzulegen. Es braucht auch keine Installation oder Schulung. Das ist der Vorteil einer Cloud-Lösung wie up2parts: Man erstellt einen Account, pflegt initial einige Stammdaten – Kunde, Maschine, Material – und kann sofort loslegen. Innerhalb weniger Minuten hat man die erste Kalkulation vorliegen.

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