Die Fertigungsindustrie erlebt einen tiefgreifenden Wandel durch Künstliche Intelligenz (KI). Smarte Technologien steigern die Effizienz, Präzision und Anpassungsfähigkeit von Produktionsprozessen. Auf der Hannover Messe konnte man live miterleben, wie Unternehmen innovative Technologien einsetzen, um ihre Produktionsprozesse fit für die Zukunft zu machen.
Eine der bedeutendsten Innovationen sind KI-gestützte digitale Zwillinge, die virtuelle Abbilder von Produktionsanlagen erstellen. Diese ermöglichen die Simulation von Abläufen, die Optimierung von Fabriklayouts und eine präzise Wartungsplanung. Das Resultat: reduzierte Stillstandszeiten, optimierte Ressourcennutzung und eine nachhaltigere Produktion. Digitale Zwillinge in Fertigung bieten ein enormes Potenzial, von dem im Prinzip alle Branchen profitieren können. Sie sind physisch genaue, virtuelle Repliken von Anlagen, Prozessen oder Umgebungen, die in Echtzeit vernetzt und synchronisiert werden. Künstliche Intelligenz spielt dabei eine wichtige Rolle: Oftmals ermöglicht erst ein digitaler Zwilling die Generierung der benötigten Daten für das KI-Training, wodurch Unternehmen fundierte Analysen und Vorhersagen treffen können. Das nächste Jahrzehnt wird für Unternehmen aller Branchen einen tiefgreifenden Wandel mit sich bringen. Die Integration des Metaversums und fortschrittlicher Simulationstechnologien wird nicht nur die Entwicklung neuer Produkte und Dienstleistungen beschleunigen, sondern auch das Kundenerlebnis verbessern sowie Geschwindigkeit, Agilität und betriebliche Effizienz steigern.
Digitale Zwillinge in der Fertigung: Testen, Optimieren und Trainieren ohne Produktionsrisiko
Unternehmen können ihren digitalen Zwilling mit sämtlichen Geräten und Maschinen verbinden und synthetische Datenpipelines nutzen, um ihre autonomen Systeme für Szenarien zu trainieren, zu testen und zu optimieren, die in der realen Welt entweder unpraktisch oder unmöglich zu trainieren und zu testen sind. Das beinhaltet z.B. autonome Transportfahrzeuge, deren Bewegungen im digitalen Zwilling getestet und optimiert werden können, ohne die Produktion zu stören. Und genauso können im Prinzip alle Prozesse und Simulationen im digitalen Zwilling durchgeführt, getestet und optimiert werden, bevor man mit einer optimierten Lösung in die Produktion geht. Insbesondere bei der Einführung von KI-Anwendungen sind digitale Zwillinge in Fertigung ein zentraler Baustein.
Skalierbare KI-Infrastrukturen: Das Fundament der smarten Fertigung
Digitale Zwillinge in der Fertigung bilden das Herzstück datengetriebener Produktionssysteme – sie verknüpfen physische Objekte mit ihrem virtuellen Abbild in Echtzeit. Damit diese Modelle zuverlässig arbeiten können, sind skalierbare IT-Infrastrukturen erforderlich, die große Datenmengen aus Maschinen, Sensoren und Produktionssystemen aufnehmen, analysieren und in Echtzeit verarbeiten. Eine hohe Rechenleistung und flexible Speicherressourcen bilden die Basis, um KI-Algorithmen zur Modellierung, Vorhersage und Optimierung kontinuierlich anzuwenden. Zudem müssen diese Infrastrukturen so konzipiert sein, dass sie sich dynamisch an veränderte Anforderungen anpassen lassen – etwa bei der Einführung neuer digitaler Zwillinge oder bei wachsender Komplexität der Produktionsprozesse. Auch Aspekte wie Datenkonsistenz, Interoperabilität und geringe Latenzzeiten sind zentrale Voraussetzungen für den erfolgreichen Einsatz digitaler Zwillinge in der smarten Fertigung.
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Erfolgreicher Praxiseinsatz: Digitale Zwillinge bei der BMW Group
Ein prominentes Beispiel für den Einsatz digitaler Zwillinge in der Fertigung liefert die BMW Group. Das Unternehmen nutzt virtuelle Abbilder seiner Produktionsumgebungen, um die Produktionsplanung zu verbessern und Fabriklayouts, Roboter und Logistiksysteme bereits Jahre vor dem eigentlichen Produktionsstart zu planen und zu optimieren. So lassen sich Prozesse flexibel gestalten, Effizienzpotenziale frühzeitig erkennen und kostspielige Anpassungen in der realen Fertigung vermeiden.
Mehr als digitale Zwillinge: Wie KI die gesamte Fertigung transformiert
Doch die Vorteile von KI gehen weit über digitale Zwillinge hinaus – sie trägt in vielen Bereichen der Fertigung dazu bei, Abläufe effizienter, präziser und flexibler zu gestalten:
- Intelligente Robotik, gesteuert durch maschinelle Lernalgorithmen, automatisiert Montagelinien und optimiert den Materialtransport.
- KI-gesteuerte Qualitätskontrollsysteme nutzen Computer Vision, um Defekte in Echtzeit zu erkennen, Ausschuss zu reduzieren und die Präzision zu verbessern.
- KI-gestützte Lieferkettenoptimierung verbessert die Bestandsverwaltung, prognostiziert Nachfrageschwankungen und steigert die Effizienz der logistischen Koordination.
- Edge-KI und industrielle IoT-Technologien ermöglichen die Datenverarbeitung in Echtzeit auf Fabrikebene, wodurch Latenzzeiten minimiert und Betriebsabläufe optimiert werden.
Diese Fortschritte fördern auch die Nachhaltigkeit in der Fertigung. Durch die Reduzierung von Materialabfällen und die präzisere Abstimmung der Produktionspläne auf die tatsächliche Verbrauchernachfrage können Hersteller ressourcenschonender und wirtschaftlicher produzieren.
Fazit: KI als Wegbereiter der Industrie von morgen
Künstliche Intelligenz verändert die industrielle Fertigung grundlegend und wird zur treibenden Kraft für Effizienz, Flexibilität und Wettbewerbsfähigkeit. Unternehmen, die frühzeitig auf KI-gestützte Lösungen setzen, positionieren sich nachhaltig als Vorreiter der Smart Factory-Ära. Fortschritte in der Edge-KI und intelligenten Automatisierung beschleunigen diesen Wandel und machen Produktionsprozesse anpassungsfähiger und widerstandsfähiger gegenüber Marktveränderungen. Während große Konzerne bereits intensiv auf KI-Technologien setzen, profitieren zunehmend auch mittelständische Unternehmen von skalierbaren Lösungen, die individuelle Anpassungen ermöglichen und langfristig ihre Wettbewerbsfähigkeit sichern.
Der Autor
Frank Scheufens ist Product Manager Professional Visualization bei PNY Technologies.
