Ausgangssituation

Die Planung und Vorbereitung von Bearbeitungsprozessen sind entscheidend für eine effiziente industrielle Produktion. Entscheidungen, die während der Prozessplanung getroffen werden, beeinflussen in direkter Weise die Präzision und Qualität des Fertigungsergebnisses. Bisher werden diese Entscheidungen während der Planungsphase in erster Linie auf der Erfahrung und dem Fachwissen qualifizierter Fachleute getroffen. Damit basiert die Prozessplanung allerdings auf rein persönlichen Erfahrungen und Entscheidungen, wodurch keine klare Strategie der Prozessplanung vorhanden ist. Nach Austreten eines Mitarbeitenden aus dem Unternehmen gehen damit auch die Prozesskenntnisse verloren. Zusätzlich fehlen Mitarbeitenden auch explizite Methoden zur Lösung von vor allem unbekannten Fertigungsaufgaben. Mit zunehmender Komplexität der Fertigungsaufgaben nimmt auch die Komplexität der Prozessplanung zu, wodurch neue Herausforderungen entstehen und die Planung der Bearbeitungsprozesse schneller die Grenzen der persönlichen Fähigkeiten der Mitarbeitenden erreicht.

Mit dem Einzug neuer KI-Systeme eröffnen sich jedoch Möglichkeiten zur Verbesserung und Unterstützung der Prozessplanung. KI-Systeme können dazu beitragen, die Dauer der Planung zu verkürzen und die Prozesse effizienter und vor allem strategisch zu gestalten. Mit dem Einsatz von KI in der Prozessplanung ist es möglich, empirisch Erfahrungen zu sammeln und damit Technologieparameter und Einstellungen in der CAD-CAM-Prozesskette zu optimieren. Hierbei liegt die neue Herausforderung aber darin, Mitarbeitende fachgerecht für den effektiven Umgang mit solchen KI-Systemen zu schulen.

Zielsetzung

Das Ziel des Projekts ist die vorbereitende Unterstützung von Mitarbeitenden in der Produktion auf den Einsatz und dem Umgang mit KI-Systemen für die Prozessplanung. Hierfür werden im Projekt Kurse, Workshops und Lernmaterialien entwickelt, die zur fachlichen Schulung der Mitarbeitenden eingesetzt werden können. Mit den entwickelten Lern- und Weiterbildungsmöglichkeiten soll das Bewusstsein für die Potenziale von KI-Systemen geschärft, die Fähigkeiten der Mitarbeitenden gefördert und deren Anwendung in der Bearbeitungsprozessplanung und -vorbereitung verbessert werden. Mitarbeitende sollen dadurch in der Lage sein neue KI-Systeme im Unternehmen einzuführen und effektiv zu nutzen, wodurch die Leistungsfähigkeit, Produktivität und Gesamteffektivität von kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU) nachhaltig gesteigert werden. Dafür sollen die Lern- und Weiterbildungsmöglichkeiten inhaltlich vor allem aus der Erstellung, Einrichtung und Nutzung von KI in der Prozessplanung bestehen und durch die Zusammenarbeit mit europäischen Projektpartnern international in mehreren Sprachen sowohl in Präsenz als auch online und vor allem kostenlos verfügbar sein. Das Potenzial der erstellten Lern- und Weiterbildungsmöglichkeiten liegt darin, dass entscheidungstragende Personen und Mitarbeitende langjährige Erfahrungen in KI-gestützten Prozessen zwar einbringen können aber Planungsprozesse nicht mehr nur von diesen Erfahrungen und Entscheidungen einzelner Mitarbeitenden abhängig sein wird. Auch neue Mitarbeitende können dadurch ohne langjährige Erfahrung Entscheidungen zu den Themen Aufspannung, Werkzeuge, Maschinenprogramm etc. zur Vorbereitung von Dreh- und Fräsprozessen treffen. Darüber hinaus wird eine Standardisierung in jedem Unternehmen mithilfe von KI-Systeme ermöglicht, zu denen das Projekt das fundierte Wissen liefert.

Vorgehensweise

Das Projekt basiert auf die vorherigen Projekte Mach4.0 und LIVE4.0 und baut auf dem dort erzielten Wissen und Projektergebnissen auf. Mit den Projekten wurde bereits der Weg für einen vollständig digitalen Produktionsplanung vorbereitet. Das Projekt CAPP_AI4.0 erweitert die Lerninhalte um den Einsatz von KI.

Dafür wird zunächst eine umfangreiche Untersuchung von produzierenden Unternehmen in Europa, vor allem von kleinen und mittelständischen Unternehmen, (KMU) durchgeführt, um bestehender KI-Anwendungsfälle in der Produktion zu identifizieren. Anschließend soll eine Umfrage in den jeweiligen Ländern der Partner (Tschechische Republik, Deutschland, Italien und Spanien) durchgeführt werden, mit welcher der Bedarf an der Anwendung von KI in der Prozessplanung ermittelt werden soll. Hierzu soll auch das bestehende Wissen der jeweiligen Projektpartner über KI und der direkte Kontakt zu den KMUs in den jeweiligen Ländern genutzt werden.

Basierend auf den ermittelten Bedürfnissen und Ergebnissen aus der Umfrage und Analyse der Unternehmen sollen die Lerninhalte definiert werden, um die am besten geeigneten Themen der Lern- und Weiterbildungsmöglichkeiten auszugestalten. Zur Entwicklung der Lerninhalte soll die Online-Lernplattform des EIT Skills.move genutzt werden, mit der jedes Unternehmen dann kostenlos einen Zugang auf die erstellten online Lerninhalte erhalten kann. Referenzunternehmen wie WatAJet sollen von den Projektpartnern ausgewählt werden, um die erstellten Lernmaterialien vorab zu testen. Es sollen auch thematische Workshops vor Ort zu den von Unternehmen interessierten Themen durchgeführt werden. Zur praktischen Ausgestaltung und Verbesserung der Lernerfahrungen sollen auch bereits entwickelte Tools für CAD, CAM, Simulation, Schnittwerkzeuge und Arbeitsbedingungen/Parameter eingesetzt werden. Darüber hinaus sollen auch weitere interaktive Lernerfahrungen, wie Führungen, Demonstrationen von Maschinen und Laboraktivitäten angeboten werden, mit denen der Einsatz von KI anhand beispielhaften Bearbeitungsprozessen praxisnah dargestellt wird.

Für die Bewertung der auszubildenden Unternehmen sollen zudem für jeden Lerninhalt klare Lernziele und Bewertungsmethodiken definiert werden. Dafür sollen für die Lerninhalte Tests mit fachlichen Fragen entwickelt werden, anhand welcher die Unternehmen ihr Wissen überprüfen können. Nach erfolgreicher Bearbeitung der Lerninhalte und Bestehen der Tests sollen die Unternehmen ein Zertifikat erhalten, mit welchem sie auch einen Nachweis über die aufgebauten Kenntnisse haben.

Danksagung

Dieses Projekt wird durch das europäische Institut für Innovation und Technologie (EIT) gefördert. Wir danken für die Möglichkeit dieses Projekt bearbeiten zu dürfen.

Fördergeber