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Unter Zuhilfenahme von KI-Technologien werden im Smart Factory-Umfeld völlig neue Chancen für die Gestaltung der Produktion und der Arbeit (New Work) eröffnet. Es gilt diese zu nutzen, um neuartige Konzepte und Lösungen sowie neue Geschäftsmodelle zu schaffen.

Das Echtzeitabbild von Maschinen, Arbeits-systemen und der gesamten Produktion  oder Logistik mit Hilfe von Sensoren und schnelle Datenverbindungen (WLAN6, 5G) sind hierfür Enabler, die zu deutlich besseren digitalen Modellen von mit Hilfe
von KI-Methoden optimierbaren Produktionssystemen führen.

Moderne Methoden der Mixed Reality (Augmented und Virtual Reality) finden zunehmend Anwendung im industriellen Umfeld.

Dabei wird der digitale Zwilling über moderne Visualisierungsmethoden stufenlos mit der realen Umgebung verschmolzen. Einsatzgebiete reichen über den gesamten Lebenszyklus einer Anlage, angefangen bei der Konzeptvisualisierung über die CAE-basierte Entwicklung (einschließlich der virtuellen Inbetriebnahme) bis hin zur Betriebsüberwachung und Bedienerführung, Schulung und Vertrieb.

Mittels Algorithmen der Künstlichen Intelligenz (KI) kann die reale Umgebung effektiver detektiert werden, und Informa-tionen können bedarfsgerecht angezeigt werden.

Bereits die heutigen KI-Methoden zeigen auf, welche Chancen sich zukünftig bieten.

Die Cloud mit Apps zur Analyse und Optimierung wird daher zukünftig eine wesentlich stärkere Rolle spielen als dies heute der Fall ist.

5G-Infrastrukturen werden eine zuverlässige, schnelle und latenzarme Datenverbindung in der Fabrik gewährleisten und damit als Basis für KI-Anwendungen neue Anwendungsfälle im Bereich Industrial Internet of Things, Selbststeuerung und Sicherheit ermöglichen.

Die Basis für fast alle »Industrie 4.0« Anwendungen im Maschinen- und Anlagenbau sind intelligente Sensoren und Systeme. Deren Daten bilden das Fundament neuer Entwicklungen und Lösungen. Beispielsweise sind Machine-Learning-Anwendungen ohne Daten nahezu nutzlos.

Daher können die Potenziale solcher Lösungen mit KI deutlich besser und effizienter genutzt werden.

Die Vernetzung von IoT-Systemen schafft zwangsläufig vergrößerte Angriffsflächen, welche von Angreifern vielfältig ausgenutzt werden können. Daher ist es notwendig, neuartige Verfahren zur Entwicklungs- unterstützung und Gewährleistung der IT-Sicherheit zu etablieren, die möglichst wenig Administration und Service erfordern.

Beispiele hierfür sind Gateways mit integriertem Intrusion Detection Systemen (IDS) basierend auf Selbstorganisierenden Neuronalen Netzen oder selbstlernende regelbasierte IDS für Embedded Systeme.

Funktionalitäten der Zustandsüberwachung durch Sensorintegration und –fusion sowie KI-unterstützte Algorithmik mit Hilfe von Digitalen Zwillingen für Simulations- und Prognosemodelle sind Gegenstand der aktuellen Forschung mit hohem Transfer-potential.

Mit Hilfe der KI werden hier zukünftig
z. B. deutliche Zugewinne im Bereich der vorausschauenden Wartung durch Data Mining und Big Data möglich sein.

Technologische Möglichkeiten sind kein Selbstzweck, sondern eröffnen Unternehmen Chancen, die betriebswirtschaftlich und hinsichtlich ihrer Machbarkeit bewertet werden müssen. Nur dann können sie zum Nutzen des Unternehmens beitragen.

KI aber auch Technologien wie Blockchain eröffnen eine Vielzahl neuer Möglichkeiten, Wertschöpfung, Verhandlungsmechanismen  oder Prozesse produktiver zu gestalten und neue Marktchancen zu erschließen – mit Hilfe geeigneter Bewertungsmethoden können sie gezielt für das einzelne Unternehmen erschlossen werden.

Die Zusammenarbeit von Mensch und Maschine wird mit Hilfe von KI sicherer, intuitiver sowie effizienter und damit in vielen Marktbereichen wettbewerbs- entscheidend sein.

Ein großes Potenzial bieten hier verbesserte Interaktionsmöglichkeiten zwischen Mensch und Maschine. Entsprechende Verfahren basieren häufig auf Methoden der Mustererkennung in Verbindung mit überwachten Lernverfahren.

Auch Lösungen zur Steigerung der Flexibilität der Systeme durch die Weiterentwicklung zu mobilen Assistenzsystemen oder durch modellbasierte Ansätze zur Problem-beschreibung in Kombination mit Verfahren zum zielgerichteten Durchlaufen von Problemräumen sind hier aussichtsreich.