Die Digitalisierung erfasst gerade alle Branchen. Auch in der Verpackungsindustrie und der Recyclingwirtschaft sollen Prozesse smart werden – mithilfe von Sensoren, Datenverarbeitung und Kommunikationstechnologien.
Wir haben mit dem KI-Spezialisten Markus Ahorner, Geschäftsführer von Ahorner & Innovators, über den Einsatz von Künstlicher Intelligenz in der Industrie gesprochen.
pj: Herr Ahorner, Chatbots und Sprachassistenten gehören für viele Menschen schon zum Alltag, die Navigationsgeräte in unseren Autos lernen eigenständig dazu, und autonomes Fahren ist im Prinzip bereits möglich. Künstliche Intelligenz steckt heute in vielen Dingen. Industrie 4.0 wäre ohne KI undenkbar. Wohin geht die Entwicklung?
Markus Ahorner: Das Gebiet der KI, auf dem wir arbeiten, ist das des Maschinellen Lernens. Mit Maschinellem Lernen kann ein Computer aus Daten Erfahrung und Wissen erzeugen und wie ein Mensch lernen, sich an neue, bisher so nicht da gewesene Situationen anzupassen. Der Kern dahinter ist ein mathematischer Algorithmus, der sich ständig und automatisch verändert, wenn er neue Daten erhält.
Der große Vorteil des Maschinellen Lernens ist es, die verborgenen Informationen, die in sehr großen Datenmengen stecken, in ihrer ganzen Komplexität schnell zu erfassen. Das wird oft „Mustererkennung“ in „Big Data“ genannt. Hier ist die Maschine bereits heute dem Menschen überlegen. Wenn in der Industrie jetzt immer mehr Internet-of-Things-Sensoren eingesetzt werden, werden die Datenmengen rasant steigen. Sie müssen irgendwie verarbeitet werden – und das wird nur automatisch gehen.
pj: Wie sieht das im Einzelnen aus?
Markus Ahorner: Wir archivieren beispielsweise Daten einer Produktionsstraße, die heute schon automatisch gesteuert wird, und trainieren damit ein KI-Datenmodell. Solch ein KI-Modell ist dann in der Lage, die Gesamtanlage selbstständig und noch besser zu fahren als bisher. Dafür braucht es möglichst viele Sensoren und Daten in der Anlage, wie etwa für Druck, Temperatur oder Produktionsmenge. Das ist der Kerngedanke von Industrie 4.0: Anlagen möglichst intelligent und selbstständig zu machen, und da ist heute noch viel Potenzial.
Sind diese industriellen Daten von Fabriken einmal erfasst und vernetzt, so kann KI deren Verhalten und Zustand digital abbilden, neues Wissen über Zusammenhänge erzeugen und Prozesse selbstständig auf Störungen und Abweichungen reagieren lassen. Das Ergebnis sind automatische Vorhersagen und Optimierungen. So wird die Anlage schrittweise autonom.
KI-Spezialist Markus Ahorner (Bild: Ahorner&Innovators)
pj: Aus der Recyclingbranche gibt es schon Beispiele für den Einsatz von KI. So testet die Alba-Group in einer Leichtverpackungssortieranlage einen sensorgestützten Roboter-Greifarm, der durch Künstliche Intelligenz in der Lage ist, Silikonkartuschen von anderen Polyethylen-Verpackungen zu unterscheiden und auszusortieren – das schaffen marktübliche Nahinfrarottrenngeräte nicht. Wird es künftig mehr lernfähige Systeme in Recyclingprozessen geben?
Markus Ahorner: Sortierarbeit in Recyclingprozessen schreit geradezu nach KI: Je mehr Sensoren und Daten wir haben, desto besser können die Systeme lernen und ihre Prozesse selbstständig steuern und kontrollieren. In der Recyclingindustrie ist der Einsatz von KI-Systemen leider noch am Anfang. Wo Mitarbeiter händisch sortieren, fallen ja gar keine Daten an. Bei solchen Nahinfrarotsensoren jedoch, die verschiedene Materialien unterscheiden können, erzeugen die Maschinen bereits wunderbare Daten. Diese Daten muss man ein paar Monate lang speichern, denn ein KI-System wird anfangs mit historischen Werten angelernt.
Ganz allgemein gilt: Je höher der Automatisierungsgrad eines Betriebs, desto besser ist er für einen KI-Einsatz geeignet. Unsere Kunden in der Chemieindustrie haben schon vor vielen Jahren in Prozessleittechnik und Datenarchive investiert und sind heute für den KI-Einsatz bestens vorbereitet. Alle anderen bekommen bei Modernisierungen oder Neuanschaffungen moderne Sensortechnik mittlerweile fast schon automatisch mitgeliefert. Momentan ist es zwar noch ein bisschen aufwendig, neue Sensoren und KI zu installieren. Gelingt es uns aber, die smarte Fabrik zu standardisieren, werden auch die Kosten sinken.
pj: Bundeswirtschaftsminister Peter Altmaier sagt, Künstliche Intelligenz biete enorme Chancen für die Wirtschaft, gleichzeitig werde der Einsatz von KI große Auswirkungen auf die Arbeitswelt und die Menschen haben. Vernichtet KI letztendlich zu viele Arbeitsplätze?
Markus Ahorner: Ich stelle folgende These auf: Wenn man die Geschichte der Industrialisierung betrachtet, dann hat der Mensch in die Produktionsprozesse eigentlich nie hineingehört. Er musste immer die Arbeiten übernehmen, für die Maschinen zu dumm waren. In Zukunft wird KI die anstrengende Routinearbeit – auch bei komplexer Wissensarbeit – fast vollständig übernehmen können. Damit wird sie für den Menschen mehr Freiräume schaffen, für besondere Aufgaben und kreative Problemlösungen. Menschliche Arbeit könnte dann deutlich stressfreier und vor allem interessanter werden.
Ein anderer Aspekt ist der demografische Wandel. Wir bekommen immer wieder Anfragen von Firmen, denen die qualifizierten Mitarbeiter ausgehen. KI kann hier Arbeitsplätze ersetzen, die morgen ohnehin nur noch schwer mit Fachkräften besetzt werden können. Allerdings: Je mehr die Künstliche Intelligenz menschliche Wissensroutinen ablöst, desto größer wird in der Übergangszeit leider auch der Teil der Bevölkerung, der kurzfristig keinen adäquaten Arbeitsplatz mehr finden wird.
Fast alle Anlagen können durch KI unterstützt werden. (Bild: Ahorner&Innovators)
pj: In welcher Branche ist der Einsatz von Künstlicher Intelligenz denn besonders sinnvoll?
Markus Ahorner: Das Steuern komplexer Prozesse ist in vielen Branchen nervenaufreibend und anstrengend. Dabei können fast alle Anlagen, nicht nur die verfahrenstechnischen, durch KI unterstützt werden. Hier gibt es jede Menge Potenzial. KI hilft zudem, in der Fabrik den CO2-Fußabdruck zu minimieren, weil die Anlagen ressourceneffizienter laufen. Dabei ist es egal, ob es sich um die Chemieindustrie, ein Stahlwerk oder den Verpackungshersteller handelt. Die meisten industriellen Anlagen ähneln sich, wenn es um den Einsatz von KI geht.
pj:Wie wird die Zukunft aussehen?
Markus Ahorner: Ich bin sicher, dass viele Fabriken in den nächsten zehn Jahren durch Künstliche Intelligenz autonomer werden. Beim Bau neuer Produktionsanlagen achtet man bereits darauf, dass KI-Systeme vom Start weg eingesetzt werden können. Für mich steht fest: Künstliche Intelligenz wird die Industrie nachhaltig verändern. Es wird die nächste industrielle Revolution werden.
