Laufzeit: Abgeschlossen | 2022 – 2024
Förderung: Bundesministerium für Bildung und Forschung
Bei Fragen zu diesem abgeschlossenen Projekt wenden Sie sich bitte an unsere Institutsleitung:
Oberingenieure@PTW.TU-Darmstadt.de
Ausgangssituation
Mit mehr als 200 verschiedenen Verfahren bildet die Umformtechnologie das Rückgrat der deutschen metallverarbeitenden Industrie, sowohl in der Halbzeug- als auch der Komponentenherstellung. Zwei neue Trends gefährden allerdings den langjährigen Erfolg deutscher Unternehmen der Umformtechnik und Umformmaschinen: Einerseits die durch anspruchsvollere Werkstoffe sowie höhere Flexibilitätsanforderungen bedingte zunehmende Komplexität der Umformprozesse und andererseits das Verschwinden von personengebundenem Erfahrungswissen von langjährig Beschäftigten durch deren Ausscheiden aus den Unternehmen. Vor diesem Hintergrund bietet Künstliche Intelligenz (KI) erhebliches Potenzial zur Steigerung der Wettbewerbsstärke der in der Umformtechnologie tätigen Unternehmen. Allerdings identifiziert die Wissenschaftliche Gesellschaft für Produktionstechnik (WGP) in diesem Zusammenhang defizitäre Nutzungsgrade von KI-Technologien in der deutschen Produktionslandschaft. Besonders auffällig sind dabei Unterschiede zwischen kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU) und Großkonzernen, welche im Bereich der Umformtechnik besonders deutlich zutage treten. Dafür gibt es diverse Gründe, die aus dem Mangel an KI-spezialisierten Fachkräften aber auch aus der starken Spezialisierung der einzelnen Prozesse und Technologien sowie der damit erschwerten Gewinnung ausreichender Datenmengen, der Angst vor unkontrolliertem Knowhow-Abfluss, dem fehlenden Nachweis der Wirtschaftlichkeit des KI-Einsatzes und dem noch nicht ausreichenden Transfer von Forschungsergebnissen in die KMU-spezifischen industriellen Umgebungen resultieren.
Zielsetzung
Um das umfangreiche Potenzial von KI in der Umformtechnik sichtbar zu machen und für den Einsatz vor allem in KMU zu erschließen und damit deren Wettbewerbsfähigkeit zu stärken, leistet das Zentrum ProKI-Darmstadt einen entscheidenden Beitrag, Wissen aus diesem Technologiebereich in die industrielle Praxis zu übertragen. Auf Basis von einer Vielzahl an Forschungsaktivitäten im Bereich der datenbasierten und KI-gestützten Prozessanalyse und -optimierung, die sich auf die Themenschwerpunkte Condition Monitoring, Predictive Maintenance, Qualitätsmanagement, Prozessregelung, Materialflusssteuerung und Energieeffizienz und Energieflexibilität beziehen, können das Institut für Produktionstechnik und Umformmaschinen (PtU) sowie das Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW) auf umfangreiche Expertise und Forschungs- und Entwicklungsergebnisse zum Einsatz von KI in der Umformtechnik sowie industrienahe Beispielanwendungen zurückgreifen. Durch das Zusammenbringen von interdisziplinärem Domänenwissen im Bereich der Umformtechnik, Informationstechnologien (IT), Data Analytics aber auch der didaktischen Kompetenzvermittlung und Arbeitswissenschaft lassen sich Leistungen und Angebote des Zentrums praxisgerecht aufbereiten und in Unternehmen überführen, sodass mensch-zentrierte KI-Technologien zeitnah im realen Produktionsumfeld Einzug erhalten.
Vorgehensweise
Auf Basis der vorhandenen Kenntnisse sowie Erfahrungen in der Kompetenzvermittlung soll der Einsatz von KI in der Umformtechnik für Unternehmen möglich gemacht werden. Durch die Leistungen des ProKI-Darmstadt Zentrums werden auf der einen Seite durch Sensibilisierungs- und Qualifikationsmaßnahmen Kompetenzen und Vorgehensweisen vermittelt, um eigenständig KI-Technologien umzusetzen. Andererseits erfolgt durch Umsetzungs- und Verstetigungsmaßnahmen sowie durch die Bereitstellung von Hard- (z. B. Sensorsysteme, Anweisungen zur Auswahl und Integration von Sensorik) und Softwarekomponenten (z. B. Datenanalysetool, vortrainierte Machine- und Deep Learning-Modelle, Algorithmen zur Datenauswertung, etc.) eine praktische Unterstützung umformtechnischer Unternehmen bei der Inbetriebnahme, Auslegung und der technischen Einführung von KI. Das bedeutet im Detail:
- Informieren: Bedarfsgerechte Information der Zielgruppe KMU über neue KI-Technologien und neue KI basierte Anwendungen als Basis für eine ganzheitliche Transformation und Unterstützung bei deren Erschließung.
- Qualifizieren: Stärkung technologischer und menschzentrierter / arbeits-gestaltender Kompetenzen. Der KI-basierte Transformationsprozess soll durch Qualifikationsformate, Selbstlernangebote und Angebote zum moderierten Austausch von Erfahrungen forciert werden.
- Umsetzen: Unterstützung bei der Umsetzung von KI- Anwendungen und KI-Technologien (bspw. durch Praxisprojekte und Aufbereitung des dort generierten Wissens).
Danksagung
Dieses Projekt wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Förderprogramm „Zukunft der Wertschöpfung − Forschung zu Produktion, Dienstleistung und Arbeit“ gefördert. Wir danken für die Möglichkeit dieses Projekt bearbeiten zu dürfen.
Fördergeber
Konsortialpartner
Projektträger