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KI in der Fertigung

Schnelle Erfolge anstreben mit vorkonfigurierten Systemen

04.10.2019
Ob Betrugserkennung, Marktprognosen oder medizinische Diagnosen – Künstliche Intelligenz (KI) erobert nahezu alle IT-Anwendungen. Die neuen Technologien bereiten sich auch in der Fertigung rasant aus. Hierzu bietet Dell Technologies eine leistungsfähige Infrastruktur, die es jedem Unternehmen ermöglicht, rasch die ersten KI-Schritte zu gehen.

"Die Unternehmen der Zukunft basieren auf Daten, KI und dem Internet. Dabei ist KI die Rakete und die Daten sind der Treibstoff", sagt Michael Dell, CEO und Chairman von Dell Technologies. Das trifft vor allem auf das produzierende Gewerbe zu. Laut einer Untersuchung von McKinsey kann der Einsatz von KI in der Fertigung die Produktivität in Deutschland um 0,8 bis 1,4 Prozent pro Jahr steigern.

Diese Steigerung setzt aber erhebliche Investitionen voraus, die nicht nur die oberen Anwendungsschichten betreffen, sondern tief in die Infrastruktur hinein reichen. Den Einstieg erleichtern jedoch spezielle Software- und Hardware-Bundles, die bereits darauf ausgelegt sind, große Datenmengen mit KI zu analysieren.

Michael Dell: "Die Unternehmen der Zukunft basieren auf Daten, KI und dem Internet. Dabei ist KI die Rakete und die Daten sind der Treibstoff"
Michael Dell: "Die Unternehmen der Zukunft basieren auf Daten, KI und dem Internet. Dabei ist KI die Rakete und die Daten sind der Treibstoff"
Foto: PopTika - shutterstock.com

Hyperconverged KI-Systeme für die Industrie

Dell bietet hierzu eine besonders flexible Systemarchitektur. "Wir bündeln vom Server über Storage und Netzwerke bis hin zu standardisierter Middleware alles in eine Art 'hyperconverged KI-System'", sagt Dr. Florian Baumann, CTO für die Bereiche Automotive und KI bei Dell Technologies in Deutschland, die vom bildgebenden IoT-Sensor bis hinauf zur Cloud-Einbindung alles abdeckt.

Bei der Middleware kann Dell auf den Fundus von VMware zurückgreifen, zu dem unter anderem die Kubernetes- und Cloud-Management-Plattform vSphere sowie Pivotal Cloud Foundry gehören. Auch verschiedene Software Development Kits und Googles TensorFlow lassen sich vorinstallieren. Diese Systeme zeichnen sich durch ein hohes Maß an Vorkonfiguration und einfacher Administrierbarkeit in Sachen KI aus. Darauf lassen sich zusammen mit anwendungserfahrenen Partnern State-of-the-Art KI-Lösungen entwickeln, die maßgeschneidert das jeweilige Anforderungsprofil erfüllen - das kommt gerade den kleineren mittelständischen Fertigungsbetrieben entgegen, die meistens nur über wenig IT- und Plattform-Know-how verfügen.

Passend dazu liefert Dell Hardware-Systeme, die so leistungsstark sind, wie es für moderne skalierbare KI-Anwendungen erforderlich ist. "Das KI-Arbeitspferd ist eine leitungsstarke Hardware", so Michael Dell weiter und sein Vice Chairman Jeff Clarke, der bei Dell Technologies für Products & Operations verantwortlich ist, fügt hinzu: "Die früheren RZ-Komponenten wurden nicht für KI konzipiert - entsprechend leistungsschwach sind sie auf diesem Gebiet und können die heutigen Anforderungen nicht mehr erfüllen." Dells KI-Arbeitspferde sind die PowerEdge-Systeme, die mit Intels modernsten, skalierbaren Xeon-Prozessoren der zweiten Generation auf bis zu 28 Kerne ausgerüstet werden können.

Von Predictive Maintenance bis zur intelligenten Montage-Unterstützung

Das Hauptanwendungsgebiet für KI in der Fertigungsindustrie ist Predictive Maintenance (PM). Einem Bericht der Aberdeen Group zufolge lassen sich damit erhebliche Geschäftsvorteile erzielen. So können ungeplante Ausfallzeiten um 3,5 Prozent und die Wartungskosten um 13 Prozent gesenkt werden. Gleichzeitig steigt die gesamte Geräte-Effizienz auf 89 Prozent und der Return on Assests (RoA) steigt auf 24 Prozent an. Hier kommen vor allem Dells Edge Gateway Systeme zum Einsatz. Auch kommen die bewährten Intel-Prozessoren zum Einsatz. So bieten die E3825-Prozessoren ein für diesen Aufgabenbereich optimales Preis-Leistungsverhältnis.

Der Irische Dell-Partner ActionPoint hat beispielsweise das IoT-Bundle IoT-Predict entwickelt, das in zehn Minuten einsatzbereit ist. Die Lösung überwacht Maschinen und speichert die Sensordaten in der Azure-Cloud von Microsoft. IoT-Predict enthält Sensoren sowie einen Edge-Server und Middleware von Dell.

Ein weiteres interessantes Anwendungsfeld ist die intelligente Montage-Unterstützung. Zum Einsatz kommen hier stationäre Displays am Montageort, Tablets oder Augmented-Reality-Brillen. Die Brillen sind mit Kameras, Bewegungssensoren und Tiefensensoren ausgestattet und erstellen in Echtzeit ein digitales Bild von allen Gegenständen und zeitgenauen Montageanweisungen. Hiermit lässt sich Montage-Genauigkeit um bis zu 96 Prozent verbessern und es sind Zeiteinsparungen von bis zu 30 Prozent möglich.

Mit 5G zu neuen Anwendungen und Businessmodellen

Eine besondere Rolle bei der Entwicklung von KI in der Fertigung wird der neue Mobilfunkstandard 5G einnehmen. Schon bald sind auf jeder Maschine Hunderte von Sensoren und Stellgebern installiert, die ihre Daten nicht nur an lokale Betriebssysteme abgeben, sondern auch an weit entfernte Betreiber. Das ist der Fall, wenn die Maschinen vom Hersteller auf Servicebasis in den Fabriken der Kunden betrieben werden oder wenn Cloud-basierte KI-Analytics eingesetzt wird, um den Betrieb zu optimieren.

Das Problem dieser Remote-Controls ist die schiere Anzahl der Geräte und die Latenz des gesamten Regelkreises. Hier erhoffen sich sowohl Hersteller als auch Anwender mittels 5G eine deutliche Ausweitung der Nutzungsmöglichkeiten.

Next Stop: Industrie 5.0

Wer in KI investiert, setzt auf eine langfristige Perspektive, denn die Reise geht gerade erst los. Inzwischen haben moderne KI-Systeme eine Leistungsfähigkeit erreicht, die noch vor wenigen Jahren unvorstellbar war. Es zeichnet sich bereits ab, dass aus Industrie 4.0 bald Industrie 5.0 hervorgehen wird, wo die Maschinen nicht nur vollends vernetzt und interaktiv sind, sondern völlig neue autonome Systeme werden, die kollaborativ mit den Mitarbeitern zusammenarbeiten.

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