21.04.2023 KI-Leuchtturmprojekt

Neue Wege beim Datenmanagement in der smarten Fabrik

Von: Dr. Inessa Seifert

Beim Aufbau der „Fabrik der Zukunft“ stehen Mittelständler vor der Aufgabe, dort Big Data, komplexe Dateiformate und höchst heterogene Software-Systeme zu vereinen. In der Diversität steckt jedoch auch Innovationskraft, beweist das KI-Projekt FabOS.

Starke Industriekompetenz ist essenziell wichtig, um KI-Lösungen für industrielle Anwendungen zu entwickeln.

Das Projekt aus dem KI-Innovationswettbewerb des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) bietet eine Umgebung für ein möglichst „nahtloses“ Zusammenspiel vieler unterschiedlicher Lösungen und Anwendungen. Es zielt spezifisch darauf ab, das Potenzial von Künstlicher Intelligenz (KI) für mittelständische Unternehmen einfacher zugänglich zu machen, so die Digitale Transformation in Fabriken und Produktionsstätten zu erleichtern und viele Prozesse zu optimieren, denn der Aufbau smarter Fabriken stellt Mittelständler auch vor viele neue Herausforderungen, wie beispielsweise die Verwaltung und Analyse großer Datenmengen.

Das Datenmanagement – Stichwort „Big Data“ – spielt eine zentrale Rolle, denn eine vernetzte, smarte Fabrik erzeugt enorme Mengen an Daten. Diese Daten stammen von Anlagen, Internet-of-Things-Schnittstellen (IoT) oder Edge-Devices und können für die Überwachung und Steuerung der Prozesse sowie für die Entwicklung von innovativen Lösungen genutzt werden.

Robuste Dateninfrastruktur

Eine effektive und effiziente Verwaltung der Daten(mengen) ist ein entscheidender Faktor für den Erfolg smarter Fabriken und für die gelungene Optimierung von Produktionsprozessen. Es ist daher entscheidend, eine robuste Dateninfrastruktur zu schaffen, die es ermöglicht, auch große Daten sicher und zuverlässig zu speichern, zu verarbeiten und zu analysieren.

Um eine effiziente Datennutzung und eine automatisierte Steuerung von Produktionsprozessen zu ermöglichen, sollten die Datenformate und Software in der Fabrik möglichst vereinheitlicht und kompatibel miteinander sein. Dies bedeutet, dass Daten in einem einheitlichen Format gespeichert werden und dass die verschiedenen Software-Anwendungen in der Fabrik auf die vereinheitlichen Daten zugreifen, um sie effizient zu verarbeiten.

Standards für Daten und Software

Daher ist die Schaffung von Standards für Daten und Software sowie die Förderung der Interoperabilität von Systemen ein wichtiger Schritt auf dem Weg zum Datenmanagement in der Fabrik der Zukunft. Auch um die Daten maximal sicher zu speichern und ihre kontinuierliche Verfügbarkeit zu gewährleisten, ist es notwendig, dass sie in einer möglichst robusten und ausfallsicheren vernetzten Infrastruktur hinterlegt werden.

Genau hier setzt das Forschungsprojekt FabOS an, an dem sich u.a. die Fraunhofer-Gesellschaft, das KIT und das DFKI, Trumpf Werkzeugmaschinen, Siemens und Bosch sowie zahlreiche mittelständische Unternehmen und Universitäten beteiligen. Es zielt darauf ab, die mangelhafte Interoperabilität verschiedener KI-Anwendungen und IT-Systeme in der Produktion zu beseitigen und so potenzielle Komplikationen beim Datenmanagement zu minimieren.

Dies ist ein Artikel aus unserer Print-Ausgabe 3/2023. Bestellen Sie ein kostenfreies Probe-Abo.

Auch der Einsatz von KI-Lösungen wird so erheblich vereinfacht, denn die Heterogenität der eingesetzten Systeme und fehlende Standards bei der Datenerhebung auf Maschinenebene verhindern oft einen effektiven Einsatz von KI. Einheitliche, miteinander kompatible Datensätze sind außerdem notwendig, um die Datenvorverarbeitung möglichst einfach zu gestalten, wodurch überhaupt erst der Grundstein für eine erfolgversprechende Nutzung von KI-Analysemethoden gelegt wird. Zudem sind insbesondere mittelständische Unternehmen häufig auf die Produkte und Dienstleistungen von großen Technologiekonzernen angewiesen, die den Markt dominieren. Deren Anwendungen werden allerdings nach dem „Produkte und Services aus einer Hand“-Prinzip angeboten, sodass zwangsläufig eine Abhängigkeit zu einem einzelnen Anbieter entsteht.

FabOS bietet hingegen eine offene Plattform, die einem Computer-Betriebssystem ähnelt und die Implementierung von Open-Source-Lösungen für verschiedene und zahlreiche Lösungsanbieter vereinfacht. Das Projekt ist Teil der Open-Source-Gemeinschaft Eclipse Foundation, wodurch eine flexible Anbindung von Anwendungen der zahlreichen Hersteller ermöglicht wird, die ebenso zu der Gemeinschaft zählen. Bei der Nutzung bleibt die Datensouveränität bedingungslos erhalten. Die Plattform bietet Komponenten, die Maschinen, IT-Systeme und Dienste miteinander verknüpfen und eine nahtlose Integration von KI-Anwendungen in allen Bereichen der Produktion ermöglichen. Die in der Smart Factory anfallenden Datenmengen können somit sicher und effizient verarbeitet, verwaltet und über KI-Anwendungen analysiert werden.