Frank Scheufens, Produkt Manager Professional Visualization bei PNY Technologies, im Gespräch Smart Factory und künstliche Intelligenz

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Die Fertigungsindustrie setzt zunehmend auf Künstliche Intelligenz, um Produktionsprozesse zu automatisieren, Abläufe zu optimieren und Flexibilität zu steigern. Digitale Zwillinge, Echtzeit-Analysen und KI-gestützte Qualitätssicherung ermöglichen eine präzisere Steuerung und vorausschauende Wartung. Doch welche Technologien sind entscheidend für eine erfolgreiche Umsetzung der Smart Factory? Das unter anderem beantwortet Frank Scheufens, Produkt Manager Professional Visualization bei PNY Technologies, im Gespräch mit dem AUTOCAD Magazin.

AUTOCAD Magazin (ACM): Welche Komponenten und Prozesse machen für Sie eine Smart Factory aus?

Frank Scheufens: Eine intelligente Fabrik zeichnet sich durch die nahtlose Integration von fortschrittlichen Technologien wie dem Internet of Things (IoT), KI, Robotik und digitalen Zwillingen aus. Diese Komponenten arbeiten zusammen, um eine hochautomatisierte und anpassungsfähige Produktionsumgebung zu schaffen. So sammeln etwa vernetzte, mit Sensoren ausgestattete Maschinen Echtzeitdaten, die von KI-gesteuerten Analyseplattformen verarbeitet werden, um so die Produktionsprozesse zu optimieren. KI-gestützte Steuerungssysteme überwachen die Fertigungsabläufe und sorgen für eine kohärente Zusammenarbeit zwischen Design-, Entwicklungs- und Produktionsteams.

ACM: Wo stehen wir heute, was das angeht?

Frank Scheufens: Die Fertigungsbranche setzt bereits heute aktiv KI-basierte Technologien ein, um den Übergang zu Smart Factories zu realisieren. Ein bedeutender Trend ist die Einführung KI-gestützter digitaler Zwillinge, die es Herstellern ermöglichen, virtuelle detaillierte Nachbildungen ihrer Produktionsanlagen zu erstellen. Diese digitalen Umgebungen erlauben die Simulationen von Produktionsabläufen, die Optimierung von Fabrikkonfigurationen oder eine genaue Wartungsplanung. Unternehmen wie BMW und Foxconn, beispielsweise, setzen bereits erfolgreich auf digitale Zwillinge, um ihre Produktionsplanung und Arbeitsabläufe zu optimieren.

ACM: Welche spezifischen Vorteile sehen Sie im Einsatz von Smart-Factory-Lösungen?

Frank Scheufens: Smart Factory-Lösungen bringen eine Vielzahl an Vorteilen mit sich. KI-gesteuerte Automatisierung steigert die Effizienz, was wiederum die Produktionsprozesse beschleunigt, die Durchlaufzeiten verkürzt und die Betriebskosten senkt. KI-gestützte visuelle Inspektionssysteme verbessern die Qualitätskontrolle, indem sie Defekte in Echtzeit erkennen lassen, damit Ausschuss minimieren und qualitativ hochwertige Ergebnisse gewährleisten. 

KI-basierte Technologien ebnen den Weg zur Smart Factory

Predictive Maintenance erlaubt es, Anlagenausfälle zu antizipieren, bevor sie auftreten, und dadurch Ausfallzeiten und damit verbundene Kosten zu reduzieren. Darüber hinaus bieten Smart Factories mehr Flexibilität, sodass Unternehmen schneller auf Marktschwankungen reagieren und kundenindividuelle Massenproduktion realisieren können. Die optimierte Ressourcennutzung und Energieeffizienz tragen ebenfalls zu einer nachhaltigeren Produktion bei.

ACM: Können Sie uns bitte ein Beispiel dafür geben, wie die verschiedenen Lösungen und Prozesse sinnvoll ineinandergreifen?

Frank Scheufens: Nehmen wir einen Hersteller, der KI-gesteuerte digitale Zwillinge verwendet, um ein virtuelles Modell seiner Produktionslinie zu entwickeln: Dieser digitale Zwilling enthält Daten von IoT-Sensoren, die an und in den Maschinen installiert sind, und liefert Echtzeiteinblicke in die Betriebsleistung. Durch die Simulation verschiedener Produktionsszenarien innerhalb dieser virtuellen Umgebung kann der Hersteller Engpässe erkennen, Arbeitsabläufe optimieren und Wartungsanforderungen vorhersagen. Die Integration von KI ermöglicht ein 'kontinuierliches Lernen' und die stetige Anpassung an sich verändernde Nachfragen und stellt sicher, dass die Produktionsprozesse effizient bleiben. Dieser ganzheitliche Ansatz verbessert damit auch die Entscheidungsfindung.

ACM: Inwieweit wird der Einsatz von künstlicher Intelligenz in solchen Prozessen immer wichtiger?

Frank Scheufens: KI ist in modernen Fertigungsprozessen unverzichtbar geworden. Durch ihre Fähigkeit, große Datenmengen in Echtzeit zu analysieren, ermöglicht sie vorausschauende Wartung, Qualitätskontrolle und Prozessoptimierung. KI-Systeme erkennen Muster und Anomalien, die für das menschliche Auge unsichtbar bleiben, und ermöglichen dadurch ein proaktives Eingreifen. Da die Fertigung immer komplexer wird und die Nachfrage nach kundenspezifischen Anpassungen steigt, wird die Rolle der KI hinsichtlich der Gewährleistung von Effizienz, Präzision und Anpassungsfähigkeit weiter zunehmen.

Ein bedeutender Trend ist die Einführung KI-gestützter digitaler Zwillinge, die es Herstellern ermöglichen, virtuelle detaillierte Nachbildungen ihrer Produktionsanlagen zu erstellen. Diese digitalen Umgebungen erlauben die Simulationen von Produktionsabläufen, die Optimierung von Fabrikkonfigurationen oder eine genaue Wartungsplanung.

ACM: Wie können sich Unternehmen auf den Einsatz von KI-Systemen vorbereiten?

Frank Scheufens: Um KI-Systeme effektiv zu integrieren, müssen Unternehmen in eine robuste Infrastruktur investieren, die große Datensätze und komplexe Simulationen verarbeiten kann. Ein effektives Datenmanagement ist von entscheidender Bedeutung und erfordert strenge Erfassungs- und Verarbeitungspraktiken, um die Verfügbarkeit hochwertiger Daten für KI-Anwendungen zu gewährleisten. Internes Fachwissen ist ebenfalls wichtig; die Schulung von Mitarbeitern in den Bereichen KI und Datenanalytik fördert das Wissen der internen Mitarbeiter. Die Zusammenarbeit mit Anbietern von KI-Lösungen wie PNY bietet Zugang zu spezialisierter Hardware, Software und technischem Support.

ACM: Wo setzen die Lösungen von NVIDIA und PNY an und welche Unterstützung bieten sie Planern?

Frank Scheufens: NVIDIA und PNY bieten umfassende KI-Lösungen, die auf die Fertigungsindustrie zugeschnitten sind. NVIDIA Omniverse ist eine physikalisch basierte Echtzeit-Simulationsplattform, die die Erstellung und das Testen von digitalen Zwillingen ermöglicht, die wiederum die Optimierung von Produktionsprozessen und Fabriklayouts erleichtern. NVIDIA AI Enterprise ist eine Cloud-native Plattform, die die Entwicklung und Bereitstellung von KI-Lösungen, einschließlich generativer KI, Computer Vision und Sprach-KI, beschleunigt und einen reibungslosen Übergang vom Prototyp zur Produktion gewährleistet. 

Partner im Ökosystem von NVIDIA

PNY Technologies ist ein wichtiger Partner im Ökosystem von NVIDIA und bietet Hochleistungslösungen wie NVIDIA RTX Professional GPUs für Echtzeit-Visualisierung und KI-Beschleunigung sowie KI-Workstations, die für anspruchsvolle Arbeitslasten entwickelt wurden. Zum Komplettangebot von PNY gehören Presales-Beratung, Proof-of-Concept-Validierung, Logistik und Installationssupport - für eine nahtlose Implementierung von von KI-Lösungen. Für groß angelegte Implementierungen bietet PNY die NVIDIA DGX-, HGX-, BasePOD- und SuperPOD-Infrastrukturen, die das Training von KI-Modellen, prädiktive Analysen und Automatisierung ermöglichen.

ACM: Wie kann KI in der Smart Factory eingesetzt werden, um Produkte innovativer zu machen?

Frank Scheufens: KI ermöglicht es, Produktinnovationen durch schnelles Prototyping, generatives Design und Leistungsanalysen in Echtzeit voranzutreiben. KI-gesteuerte Tools können Designparameter analysieren und innovative Lösungen vorschlagen, die für menschliche Designer vielleicht nicht sofort erkennbar sind. Dadurch wird die Entwicklung neuer Produkte beschleunigt und deren Leistung und Qualität verbessert. Darüber hinaus erleichtert KI die Anpassung von Produkten an individuelle Kundenwünsche -- ohne Abstriche bei der Effizienz. Durch die Analyse von Verbraucherdaten und Markttrends können KI-Systeme bei der Entwicklung von Produkten helfen, die genau auf die Bedürfnisse und Erwartungen der Kunden abgestimmt sind. PNY Technologies unterstützt diese durch die Bereitstellung von Hochleistungs-Computing-Infrastruktur, die für KI-gesteuerte Innovationen in der Fertigung erforderlich ist.

ACM: Welche Trends in der Fabrikplanung halten Sie für besonders wichtig?

Frank Scheufens: Mehrere Trends prägen die Zukunft der Fabrikplanung. Die Integration von KI-gestützter Robotik fördert die Automatisierung von Montagelinien, verbessert die Präzision und reduziert manuelle Eingriffe. KI-gesteuerte Qualitätskontrollsysteme nutzen Computer Vision, um Defekte in Echtzeit zu erkennen und so eine hohe Qualität der Produkte zu gewährleisten. Lieferketten können mithilfe der Vorhersagefähigkeiten der KI verstärkt optimiert werden. Diese hilft den Herstellern bei der Verwaltung der Bestände, der Vorhersage der Nachfrage und der Verbesserung der logistischen Koordination. Edge-KI und industrielle IoT-Technologien ermöglichen die Datenverarbeitung in Echtzeit auf Werksebene, wodurch Latenzzeiten minimiert und die betriebliche Effizienz maximiert werden. Diese Fortschritte tragen zur Nachhaltigkeit bei, indem sie die Materialverschwendung reduzieren und die Produktionspläne optimieren, um sie an die Echtzeitnachfrage der Verbraucher anzupassen. (ra)

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