Künstliche Intelligenz in der Produktion

Aktuelle Hightech-Forschung

Augsburg/MR. Seit seiner Ankündigung am 24. September durch Ministerpräsident Dr. Markus Söder hat das Produktionsnetzwerk Künstliche Intelligenz (KI) an Fahrt aufgenommen. Die Universität Augsburg plant ein Produktionsnetzwerk, das regionalen Unternehmen praktische Möglichkeiten bieten wird, von den Forschungserfolgen der Augsburger KI-Experten zu profitieren. Die hierfür benötigten Mittel werden aus dem Hightech-Agenda-Topf der bayerischen Landesregierung zur Verfügung gestellt werden.

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Bild: Adobe Stock/ Siarhei
„Als einzige Universität in Bayerisch-Schwaben möchten wir gemeinsam mit unseren Partnern DLR und Fraunhofer für die Region Augsburg einen innovativen Beitrag zur Weiterentwicklung unserer Region leisten. Hiesige Unternehmen sollen die Potentiale des Einsatzes von Digitalisierung, Industrie 4.0 Techniken und künstlicher Intelligenz (KI) testen und bei Bedarf direkt in ihre Produktion überführen können“, fasst Prof. Dr. Sabine Doering-Manteuffel, Präsidentin der Universität Augsburg, die Idee des KI-Produktionsnetzwerks zusammen.

Derzeit bereitet die Universität Augsburg zusammen mit den beiden außeruniversitären Forschungseinrichtungen am Campus, dem Fraunhofer-Institut für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik (Fraunhofer IGCV) und dem Zentrum für Leichtbauproduktionstechnologie des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR ZLP) eine umfassende Handlungsstrategie vor, die insbesondere den Bedürfnissen der regionalen produzierenden Industrie zu Gute kommen soll. Das Netzwerk der Forschungseinrichtungen verfügt bereits jetzt über eine enorme Erfahrung zur Erforschung einer hochmodularen, werkstoffoptimierten Produktion. Dies umfasst intelligente, nachhaltige Lieferketten, generative Produktionsmethoden, werkstoffgerechtes Design, werkstoffadaptive Produktionsprozesse und -planung, sowie integrierte Werkstoff- und Bauteilprüfung.

Diese Strategie wird durch gemeinsame Aktivitäten mit weiteren regionalen Partnern wie der Hochschule für angewandte Wissenschaften Augsburg, der Industrie- und Handelskammer Schwaben, der Handwerkskammer für Schwaben, dem Verband der Bayerischen Metall- und Elektro-Industrie e.V., dem Cluster Mechatronik & Automation e.V., der Vereinigung der Bayerischen Wirtschaft e.V. sowie Composites United e.V. ergänzt.

Vision und Umsetzung vor Ort in Augsburg

„Dieses Wissen können wir mit den Mitteln der Hightech Agenda unseren unternehmerischen Partnern vor Ort ganz praktisch zur Verfügung stellen, um sich neue Produktionsfelder und -wege zu erschließen.“, erklärt Prof. Dr. Malte Peter, Vize-Präsident für die Bereiche Innovation, Transfer und Allianzen der Universität Augsburg. Mit durch den Freistaat Bayern zur Verfügung gestellten Mitteln sollen Maschinen und Anlagen erworben werden, die der Umsetzung von Anforderungen von Unternehmen dienen – und natürlich gleichzeitig durch Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler von DLR, Fraunhofer und Universität begleitet werden. Innerhalb des Netzwerkes mit DLR und Fraunhofer werden Verbundforschungsprojekte mit der Industrie initiiert – und es wird eine Technologieplattform für den erfolgreichen Transfer von der Grundlagenforschung bis hin zur angewandten Forschung geben. „In diesem Erfahrungsraum soll zusammen mit Industrieunternehmen erforscht werden, welche KI-Lösungen sich für einen Einsatz eignen, und wie diese am besten in vorhandene Prozesse integriert werden können. Es ist das erklärte Ziel, dass das KI-Produktionsnetzwerk ein fruchtbarer Nährboden für neue Arbeitsplätze in unseren regionalen innovativen, produktionsstarken Unternehmen wird.“, führt Vize-Präsident Prof. Peter weiter aus.

KI im Kontext von Werkstoff und Produktion

In vielen Produkten kommen immer mehr maßgeschneiderte Werkstoffe, wie z.B. Verbundwerkstoffe, zum Einsatz. Die resultierenden Bauteileigenschaften sind stark prozessinduziert und entstehen durch fein aufeinander abgestimmte und mehrstufige Produktionsprozesse. Die für die Bauteilfunktion relevanten prozess- und einsatzbedingten Mechanismen können aber mit Hilfe einfacher Modelle nicht mehr in ihrer Ganzheit erfasst werden. „Basierend auf der Erfassung von Prozess- und Materialdaten in Produktionsnetzwerken erlauben die Mittel der KI, diese komplexen Wirkzusammenhänge aufzuklären und somit sowohl den Fertigungsprozess als auch den Werkstoffeinsatz über den Produktlebenszyklus ressourceneffizient zu beschreiben.“, erklärt Prof. Dr. Markus Sause, Professor für Mechanical Engineering des Materials Resource Management Instituts (MRM) der Universität Augsburg. Daneben komme der kontinuierlichen Adaption der Fertigungsprozesse bis hin zu einer Selbstorganisation der Gesamtanlagen eine zentrale Bedeutung für hoch individualisierte Produkte zu. „Dadurch leistet die Künstliche Intelligenz einen wesentlichen Beitrag, um die digitale Transformation der Wertschöpfung von der digitalen Produktentwicklung vom Werkstoff, über KI-basierte Fertigungsverfahren bis hin zum Produkt zu gewährleisten.“

Das KI-Produktionsnetzwerk erlaubt regionalen Akteuren der Wirtschaft Zugang zu modernster Produktionstechnologie, um ihre Konkurrenzfähigkeit im globalen Wettbewerb zu erhalten und ihre KI-Kompetenzen auszubauen. Dadurch soll sowohl kurzfristiger wirtschaftlicher Impact erzeugt als auch die langfristige Wettbewerbsfähigkeit der regionalen Wirtschaft gesichert werden.