KI in der Industrie 4.0 – Technologien, die unsere Gesellschaft voranbringen

Heute, mehr als zweitausend Jahre später, sitzt Dr. Alexander Freytag in seinem Büro – und beschäftigt sich immer noch mit Automatisierung. Er ist Experte für Machine Learning bei ZEISS, einem besonderen Teilbereich dieser Technologie. Aber natürlich ist alles anders als in der Antike. Künstliche Intelligenz (KI) hat alles verändert. Sie ist eine der wichtigsten und vielversprechendsten Technologien unserer Zeit. Mit Hilfe intelligenter Lösungen können Fertigungsprozesse automatisiert überwacht und optimiert, adaptiv vernetzt und vorausschauend gewartet werden. Das erhöht die Qualität, reduziert die Kosten – und damit auch die Preise für die Verbraucher. Vorbei ist also die Zeit unnötiger Ressourcenverschwendung, Qualitätsmängel und unflexibler Fertigungsabläufe. KI bietet somit großes Potenzial für die Industrie. Und mittendrin arbeiten Freytag und sein Team.

Bestehendes besser machen, diese Ambition treibt Alexander Freytag an. ZEISS und die Errungenschaften der Künstlichen Intelligenz ermöglichen ihm, dieses Ziel zu verfolgen.
Und die Industrie 4.0 ist das Spielfeld, auf dem seine Lösungen umgesetzt werden. „Wir entwickeln Technologien, die unsere Gesellschaft voranbringen”, sagt er und nennt auch einige Beispiele: „Wir ermöglichen, Prozesse in der Produktion in Taktzeit zu optimieren und die Qualität zu verbessern. Wir helfen medizinischem Personal, gute Diagnosen zu stellen. Wir unterstützen Forschende dabei, besser in Unbekanntes vorzustoßen. Und dank unserer Produkte können Menschen sogar besser sehen.” Als Familienvater ist er sich der Verantwortung dabei bewusst: „Das sind die Dinge, die meinen Job bei ZEISS besonders machen. Dinge, die ich mit Freude und Stolz meinen Kindern erzählen kann.“

Wie aber werden diese Daten zu Informationen? Mit der Frage beschäftigt sich Freytag als Experte für Machine Learning permanent. Er sagt: „Wenn wir in der Industrie von Künstlicher Intelligenz reden, ist damit meist Machine Learning gemeint.” Dabei geht es darum, Computer dazu zu befähigen, in riesigen Datenmengen wiederkehrende Muster zu erkennen – reproduzierbar, robust und präzise. „Wir trainieren Rechnern eine gewisse Neugier an“, sagt Freytag: „Im Prinzip lernen sie wie Kinder, denen wir als Eltern unsere Welt zeigen: Das da ist ein Elefant, das dort eine Giraffe. Und das ist eine kleine Giraffe. Ganz ähnlich bringen wir Maschinen beispielsweise das Aussehen von Defekten, Rissen, und Schmutz bei.“ Während die Kinder fürs Leben lernen, lernen die Maschinen für die Industrie, um sie voranzubringen. KI ist die Technologie, mit der Freytag die Maschinen dazu befähigt, diese komplexen Aufgaben schnell zu lösen.

Auf diese Weise können KI-Algorithmen Fehler in Abläufen erkennen, lange bevor sie zum Defekt und damit zum Ausfall der Anlage führen. Und sie können der Maschine im nächsten Schritt helfen, sich selbst zu optimieren – vollkommen automatisiert. Darüber hinaus lassen sich mit Hilfe von KI neben der Maschine auch die Erzeugnisse auf Fehler überprüfen. Wie die Anlage werden auch die Bauteile während der Fertigung gescannt, in Daten übersetzt und von Algorithmen ausgewertet. Fehlerhafte Teile werden beseitigt oder repariert. Das reduziert den Ausschuss, senkt Kosten und erhöht die Qualität. Vorteile, von denen auch die Konsumenten profitieren: Produkte werden verfügbarer, hochwertiger und günstiger – und das in einer Zeit, in der das Leben immer teurer und Ressourcen knapper werden.

Als Tech-Unternehmen macht sich ZEISS die Errungenschaften Künstlicher Intelligenz in der Industrie 4.0 zunutze. Und dabei ist kein Projekt wie das andere: „Es ist nicht so, als hätten wir einen Baukasten mit KI-Lösungen, der immer für alle Fragestellungen passt.“ Für jedes Problem erarbeiten Freytag und sein Team einen individuellen Lösungsweg. „Die erste Herausforderung ist oft, das Problem in all seinen Facetten zu verstehen”, sagt er: „Erst dann machen wir uns auf die Suche nach der passenden Lösung.”