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Internet of Things und künstliche Intelligenz

Digitalisieren im passenden Tempo

Der Digitalisierungsmotor dreht sich immer schneller – auch weil die Corona-Pandemie virtuelle Geschäftsprozesse vorantreibt. Gerade für KMU sind die Hürden auf dem Weg zu digitalem Zwilling, IoT und KI jedoch oft hoch. Der IT-Dienstleister GFT will sie mit seiner Plattform Sphinx Open senken.

Bild: GFT Technologies SE

Bild: GFT Technologies SE

Digitale Zwillinge, IoT-Plattformen und künstliche Intelligenz (KI) bieten jede Menge Möglichkeiten, die auch kleinere Unternehmen relativ unkompliziert nutzen können. „Der Schlüssel dafür ist eine leistungsfähige, flexible und sichere IT. Sie schafft die Voraussetzung für intelligente Wertschöpfungsketten, die die Effizienz im Tagesgeschäft steigern und die Grundlage für neue Geschäftsmodelle bilden“, sagt Thomas Martin, Managing Director für den Geschäftsbereich Industrie bei der GFT Technologies. Allerdings ist der Digitalisierungsgrad in den meisten Unternehmen noch gering. Zudem fällt es Firmen oft schwer, eine passende Strategie sowie die richtigen Entscheidungswege für ihre Investitionen zu finden. Hinzu kommt, dass das Plattform- und Lösungsangebot unübersichtlich ist. Es gilt, eine Vielzahl von Komponenten mit unterschiedlichen Schnittstellen und Kommunikationsprotokollen zu kombinieren. „Die hierfür benötigte digitale Agenda mit der auf die Digitalisierung bezogenen Vision und den strategischen Zielen braucht als Fundament und Voraussetzung sogenannte Enabler. Dazu zählen Infrastruktur und Architektur, Datenerfassung und -analyse, digitale Kompetenzen, passende Prozesse und Vorgehensmodelle, Ressourcen, Digitalkultur und auch ein erweitertes Partnernetzwerk. Das alles sind gleichzeitig Voraussetzungen und Handlungsfelder zur Gestaltung der digitalen Agenda“, schildert Martin.

Bestandsaufnahme

Besonders die Integration von IoT-Lösungen kann mittelständischen Industrieunternehmen die Möglichkeit eröffnen, Informationen aus allen Unternehmensbereichen zu sammeln und auf Basis der gewonnenen Daten neue Geschäftsansätze zu entwickeln. Beim Einsatz solcher Lösungen fallen große Datenmengen aus den gekoppelten Systemen an, die schnell verarbeitet werden müssen – in der Regel mittels Big-Data-Technologien. Die gewonnenen Daten aus der Produktion können mit anderen Systemen kombiniert werden, wodurch man einen Überblick über die gesamte Wertschöpfungskette erhält.

Digitaler Zwilling

Objekte wie Maschinen lassen sich mithilfe von Daten und Algorithmen als digitale Zwillinge abbilden. Sie beschreiben die Eigenschaften und das Verhalten der tatsächlichen Objekte unter bestimmten Bedingungen und können über Sensoren in Echtzeit mit der realen Welt verbunden sein. Durch die Kopplung mit aktuellen Daten, etwa Umgebungsbedingungen oder Maschinenpositionen, ermöglichen digitale Zwillinge komplexe Analysen und Simulationen und ersparen häufig physikalische Prototypen. Um Produktionsumgebungen digital nachzubilden, sind IoT-Plattformen wie Sphinx Open Online von GFT das Mittel der Wahl. Diese meist cloudbasierten Plattformen simulieren Produktionsabläufe, basierend auf gesammelten Daten. Dadurch erhalten Anwender Informationen, die ihnen wertvolle Erkenntnisse über ihre produktiven Prozesse liefern, beispielsweise über ungenutzte Potenziale oder etwaige Produktionsschwachstellen. Zusätzlich lassen sich die angeschlossenen produktiven Umgebungen über die IoT-Plattform automatisch steuern. Dabei unterstützen entweder definierte Regelwerke oder KI-Lösungen.

Mit KI kombinieren

„Das volle Potenzial wird erst dann entfaltet, wenn IoT, Produktions- und Prozessdaten sowie künstliche Intelligenz kombiniert und gemeinsam weiterentwickelt werden“, sagt Martin. „KI ermöglicht es, die Analyse der Daten, die im IoT-Umfeld anfallen, zu verbessern und daraus intelligente Schlüsse zu ziehen. Gleichzeitig kann die Erhebung dieser Informationen die Entwicklung der KI entscheidend vorantreiben – es besteht also eine gegenseitige Wechselwirkung“, so der Spezialist. Auf diese Weise können Firmen die vorhandenen Ressourcen effizienter nutzen, präventive Maßnahmen durchführen und wichtige Prozesse optimieren. Beispiele dafür sind Trackingsysteme in der Logistik, automatisierte Fehlermeldungen aus dem Maschinenpark oder vollautomatisierte Produktionsabläufe.

Beispiel Energiemanagement

Eine Anwendung, bei der KI-Technologie zum Einsatz kommt, ist das IT-basierte Energiemanagement. Dazu muss eine IoT-Lösung Verbraucher und Erzeuger tracken und beeinflussen können. Bei einem Automobilzulieferer hat GFT dafür beispielsweise die hauseigene IoT-Plattform Sphinx Open Online installiert. Ziel ist es, Lastspitzen zu vermeiden. Die Plattform erhält laufend Daten über Stromerzeugung und -bedarf sowie über die Komponenten des Energiesystems und deren komplexe Rahmenbedingungen. Außerdem werden kontinuierlich historischen Daten, Anwesenheiten der Mitarbeiter, Wetter und das Produktionsprogramm abgeglichen. Daraus ergibt sich dann für jedes Szenario eine Priorisierung der Komponenten, die ab- oder zugeschaltet werden, damit die Lastgrenze nicht überschritten wird. Herzstück der Anwendung ist ein digitaler Zwilling der relevanten Anlagen. Durch die Verknüpfung der aktuellen Daten mit historischen Werten kann das System durch ein KI-gesteuertes Vorhersagemodell autonom auf betriebliche Änderungen, Störungen oder Ausfälle reagieren und hinterlegte Lösungsszenarien anstoßen. Die Regeln werden von Experten hinterlegt und regelmäßig mit den betrieblichen Anforderungen abgeglichen. Das Beispiel zeigt, dass Internet of Things- und KI-Technologie viel Spielraum für Effizienzprojekte bieten und sich daher im industriellen Umfeld durchsetzen dürften. Davon wird auf Sicht gerade der Mittelstand profitieren wollen.


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