KI für den Lohnfertiger der Zukunft

Constantin Keller ist AI Consultant bei der Tvarit GmbH in Frankfurt sowie Betreiber des Blogs constai.de, in welchem er regelmäßig über Themen rund um industrielle KI berichtet. Als Gastautor im BAURAUM zeigt er auf, wie KI beim Lohnfertiger in Zukunft eingesetzt werden wird. 

Heute möchte ich mich einmal damit befassen, welche Möglichkeiten sich neben den leicht im Internet recherchierbaren und bereits (halbwegs) etablierten Standardsoftwarelösungen für verschiedenste Lohnfertiger erkennen lassen. Dazu werde ich an dieser Stelle einige Denkanstöße geben und überlegen, wohin die Reise bei KI geht. 

Doch warum lohnt sich der separate Blick auf die „Branche“ der Lohnfertiger, also den Betrieben, die im Grunde nur für externe Kunden die Produktion übernehmen, da diese gerade Kapazitätsengpässe haben oder nicht über bestimmte Fertigungstechnik verfügen, etc.? Nun ja, Lohnfertiger haben in der Regel eine schlechtere Planbarkeit der Aufträge, sind stärker von den Kundenaufträgen abhängig, haben auf Grund fehlender eigener Produkte oft weniger Skalierungsmöglichkeiten, sind personell zwischen einem und 50 Mitarbeitern aufgestellt und oft auf eine oder einige wenige Fertigungstechniken spezialisiert (z.B. Wasserstrahlschneiden, Kaltumformung etc.). Unter anderem für diese beiden Beispiele habe ich dabei schon Bekanntschaft mit Lohndienstleistern gemacht und sehe mich daher nicht als fachfremd, habe aber auf Grund der Kürze der Kontaktpunkte noch keine Betriebsblindheit erlangt. Zudem lohnt sich der Blick auf Lohnfertiger, da diese eine riesengroße Kundengruppe für Maschinenbauer darstellen – und man sollte immer genau auf die Bedürfnisse seiner Kunden hören, beziehungsweise diese schon rechtzeitig erkennen, gerade bei so wettbewerbsentscheidenden Themen wie dem Einsatz von KI. 

So, nun aber genug der einleitenden Worte, wie wird denn KI nun in Zukunft den Lohnfertiger erreichen? Hier möchte ich mehrere Möglichkeiten aufzählen: 

1. KI-gestützte Planung

Ich schreibe hier ganz bewusst und vielleicht schon ein bisschen provokativ und auch plakativ „Planung“ ohne zugehöriges Nomen wie „Produktions-/Personal-/Auftrags-/Bestellmengen-/Zeit-“, da ich davon ausgehe, dass Lohnfertiger genau wie alle anderen (Industrie-)Unternehmen jeglicher Größe in Zukunft immer mehr Planung mit Hilfe von KI durchführen werden, bis hin zu komplett autonomen Planungsvorgängen. So ist beispielsweise denkbar, dass die KI die Aufträge unter Berücksichtigung bestimmter Attribute wie z.B. Materialbedarf, Kosten, Auftrags-/Fertigungszeit automatisch auf die einzelnen Maschine(n) optimiert plant und so die Kapazitäten des Lohnfertigers bestmöglich ausgelastet werden können. Und ja, ich weiß, teilweise wird das schon heute so praktiziert – was sich aber noch deutlich ändern wird, ist die Art der Planungstiefe sowie die Qualität im Optimierungs-Support für die Ressourcenverwendung. Das spart am Ende Zeit, Geld und senkt dabei auch den Ressourcenverbrauch und die Emissionen.  

2. Losgröße 1 und KI

Selbstverständlich unterstützt die KI nicht nur im Büro bei Planungstätigkeiten, sondern wird auch in und an der Maschine selbst eine immer stärkere Verwendung finden. Hier ist es auch sehr spannend, sich vor Augen zu führen, dass Lohnfertiger stark schwankende Stückzahlen fertigen – mit dem klaren Trend in Richtung Losgröße 1. Dabei kann kein klassisches KI-Modell die Qualität des Bauteils zuverlässig bewerten, wenn es keine ordentlichen Trainingsdaten gibt (da dieses Bauteil zum ersten und vielleicht auch letzten Mal gefertigt wurde). Hierbei werden in Zukunft dennoch immer stärker KI-Modelle unterstützend helfen können, da diese stetig besser mit künstlich generierten Daten trainiert werden können. Es gilt zwar nach wie vor die Devise, dass „nichts über echte Daten geht“, allerdings gewinnen künstliche Daten durch sich konstant verbessernde digitale Zwillinge enorm an Bedeutung. Diese Entwicklung wird auch in den kommenden Jahren weiter anhalten. Es wird daher immer rentabler, KI bis zur berühmten Losgröße 1 anzuwenden und so auch das Leben der Lohnfertiger einfacher machen. Darüber könnte ich allerdings ein eigenes Buch schreiben, daher sei hierzu abschließend gesagt, dass KI auch in produktionstechnische Bereiche Einzug finden wird, in denen bislang keine KI zum Einsatz kommt.  

3. Verbesserung von Status Quo

Neben den immer neuen KI-Use Cases, welche in Zukunft entstehen werden, bleiben die alten selbstverständlich nicht auf dem Status Quo stehen. Gerade im Bereich des Predictive Maintenance wird sich in den kommenden Jahren mindestens so viel tun, wie in den vergangenen Jahren. Diese Entwicklung liegt weiterhin daran, dass Datenverfügbarkeit, Rechenleistung sowie Software (z.B. Algorithmik) fortlaufend weiterentwickelt wird und bei immer mehr Betrieben an Bedeutung gewinnt. Lohnfertiger müssen (wie alle anderen Industrieunternehmen auch) ihre Maschinen regelmäßig alle Jahre bis Jahrzehnte erneuern. Dabei werden die neuen Maschinen mit immer mehr KI, wie Predictive Maintenance, bis hin zu  Prescriptive Analytics ausgestattet sein und dadurch dem Lohnfertiger noch mehr nutzen.

“[…] man sollte immer genau auf die Bedürfnisse seiner Kunden hören, beziehungsweise diese schon rechtzeitig erkennen, gerade bei so wettbewerbsentscheidenden Themen wie dem Einsatz von KI.”

4. Robotik

Im Prinzip zum Status Quo gehörend, wird sich auch die Robotik weiterentwickeln. Heute lohnt sich ein Industrieroboter meist nur in Massenproduktionen und allgemein größeren Firmen, nicht aber bei kleinen Firmen mit geringen Stückzahlen und einem heterogenen Produktportfolio. Mit Hilfe der KI wird sich allerdings auch das sukzessive ändern, da Roboter so mehr und mehr eigenständig Aufgaben lösen können bzw. die Bedienung wesentlich nutzerfreundlicher und vielseitiger wird. Konnte beispielsweise ein Roboter früher nur von A nach B greifen, so wird er in Zukunft selbstständig Wasserstrahlteile aufsammeln, nach Qualität bewerten und richtig verpacken können.

Zusammenfassend wird sich, wie in allen Bereichen der Industrie, auch bei der hoch flexiblen und nicht vorhersehbaren Fertigung bei Lohnfertigern dank KI einiges verändern. Dabei sollten die neuen Techniken allerdings nicht als Gefahr gesehen, sondern vielmehr als Chance für Wachstum und Kosteneinsparung betrachtet werden. Es muss hier selbstverständlich nicht gleich der autonom arbeitende Roboter sein, vielmehr beginnt der Wandel zu mehr Arbeitsqualität vermutlich im Kleinen am PC – in Form von Planungssoftware – und an der Maschine – im MES – und wird erst in den nächsten fünf bis zehn Jahren flächendeckend zu Robotiklösungen führen, die eine Maschine ökonomisch rentabel bedienen können. Eine grobe Übersicht dazu habe ich in der folgenden Abbildung visualisiert. 

Für mehr Informationen zum Thema kann ich Euch besonders diese Podcast-Folge zum Thema KI in der Lohnfertigung vom Podcast “KI in der Industrie” sowie diesen Artikel von Thomas Heinen empfehlen.  

Nun bedanke ich mich wie immer herzlich bei Euch fürs Lesen, meldet Euch sehr gerne, wenn Ihr Fragen habt! 

Constantin 

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