„KI zur Umsetzung von Industrie 4.0 im Mittelstand“ – Wie der Einsatz anwenderfreundlich gelingen kann

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Der Forschungsbeirat der Plattform Industrie 4.0 untersucht in seiner neuen Expertise „KI zur Umsetzung von Industrie 4.0 im Mittelstand“ den Einsatz und die unternehmerischen Potenziale von KI-Lösungen. Sie zeigt grundlegende Vorgehensweisen bei der Durchführung von KI-Vorhaben auf und liefert Anwendungsbeispiele aus der industriellen Praxis. Die Expertise wurde in Zusammenarbeit mit dem Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW) der Technischen Universität Darmstadt auf Basis einer Online-Befragung erstellt.

„KI ist der entscheidende Schlüssel, um Nutzen aus Industrie 4.0 Technologien zu ziehen. Wir beobachten, dass es insbesondere in mittelständischen Unternehmen eine Zurückhaltung in der Anwendung von KI gibt“, so Dietmar Goericke (VDMA – Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e. V.), Mitglied des Forschungsbeirats der Plattform Industrie 4.0. „Die vorliegende Expertise gibt wertvolle Hinweise zu den Gründen und erste Hilfestellungen in Form eines Leitfadens. Es besteht also weiter Aufklärungs- und Handlungsbedarf.“

Die Expertise „KI zur Umsetzung von Industrie 4.0 im Mittelstand“ ist fokussiert auf produzierende kleine und mittlere Unternehmen (KMU) und vergleicht ihre Situation mit der von großen Unternehmen. Die quantitativen Ergebnisse aus der Online-Befragung von 117 Vertreterinnen und Vertretern produzierender Unternehmen werden durch Interviews mit 20 Expertinnen und Experten ergänzt.

Die Auswertung der Daten zeigt, dass nur ein Bruchteil mittelständischer Unternehmen tatsächlich schon Erfahrungen mit KI (Künstlicher Intelligenz) gesammelt hat. Ein Grund ist die immer noch unzureichende digitale Infrastruktur, die eine mangelnde Datenqualität zur Folge hat. Ein anderer ist das fehlende Know- how, um Sensorik, Datenerfassung, Aufbereitung und Anwendung von KI-Algorithmen zu planen und umzusetzen. Obwohl KI von vielen Befragten als wichtiges Thema für das Geschäftsmodell erkannt wird, kommt es in der Mehrzahl der mittelständischen Unternehmen nicht dazu, dieses Know-how aufzubauen.

Orientierung an erfolgreichen Beispielen aus der Praxis

Da bisher nur eine kleine Anzahl der befragten KMU von den umfangreichen Fördermöglichkeiten im KI- Umfeld Gebrauch gemacht haben, sollte der Nutzen der KI-Anwendungen in den Vordergrund gestellt werden. Dies gelingt glaubwürdiger durch Berichte anderer Unternehmen, die auf die eigene Problemsituation beziehungsweise Herausforderung übertragbar sind. Beispiele aus der Industrie zeigen daher auf, welche Anwendungen aus dem Produktionskontext bereits erfolgreich realisiert werden konnten – aber auch, welche Herausforderungen und Verbesserungspotenziale bestehen, beispielsweise vereinfachte Antragsverfahren und schnellere Bewilligungsentscheidungen.

Leitfaden für den Einsatz von KI-Anwendungen

Auf der Basis dieser Erkenntnisse werden abschließend die erkannten Stärken, Schwächen, Chancen und Risiken des Einsatzes von KI-Anwendungen in KMU zusammengefasst, um systematisch Handlungsoptionen für eine erfolgreiche strategische Antwort abzuleiten. Ein Leitfaden bietet KMU des Maschinen- und Anlagenbaus eine Orientierung, wie Probleme aus dem Produktionskontext mit KI- Anwendungen gelöst werden können.

Prof. Dr.-Ing. Joachim Metternich, Leiter des PTW: „Unsere Untersuchung zeigt deutlich: Wer sich schneller als Mitbewerber einen thematischen Zugang verschafft und mit den passenden KI-Lösungen früher an den Start geht, hat einen Marktvorteil. Das zeigt unter anderem der Erfolg der Unternehmen, die wir im Rahmen der Expertise mit ihren KI-Anwendungen vorstellen. Allerdings wird KI erst dann in der Breite des Mittelstands Einzug halten, wenn individuelle Aufgabenstellungen durch eine anwendungsfreundliche KI auch von Nicht- Expertinnen und Experten gelöst werden können. Für diese datenarme KI ‚aus dem Baukasten‘ ist noch einiges an Forschungs- und Entwicklungsarbeit zu leisten.“

Über die Expertisen des Forschungsbeirats der Plattform Industrie 4.0

Als Sensor von Entwicklungsströmungen beobachtet und bewertet der Forschungsbeirat der Plattform Industrie 4.0 die Leistungsprofilentwicklung von Industrie 4.0 und konzentriert sich inhaltlich auf folgende Themenfelder: Wertschöpfungsnetzwerke, Technologische Wegbereiter, Neue Methoden und Werkzeuge und Arbeit und Gesellschaft. Hier setzen die Expertisen des Forschungsbeirats an. Vor dem Hintergrund der Themenfelder werden klar umrissene Problemstellungen aufgezeigt, Forschungs- und Entwicklungsbedarfe definiert und Handlungsoptionen für eine erfolgreiche Gestaltung von Industrie 4.0 abgeleitet. Die Expertisen liegen in der inhaltlichen Verantwortung der jeweiligen Autorinnen und Autoren. Alle bisher erschienenen Publikationen des Forschungsbeirats sind hier zu finden.

Über den Forschungsbeirat der Plattform Industrie 4.0

Der Forschungsbeirat der Plattform Industrie 4.0, der aus dem Wissenschaftlichen Beirat Industrie 4.0 aus dem Jahre 2013 hervorgeht, konstituierte sich 2018 in seiner aktuellen Zusammensetzung neu. Im Forschungsbeirat sind 19 Vertreter aus der Wissenschaft und 13 Repräsentanten aus der Wirtschaft tätig, um die Plattform Industrie 4.0, ihre Arbeitsgruppen und die Bundesministerien, insbesondere das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), unabhängig zu beraten. Die Arbeit des Forschungsbeirats zielt darauf ab, über die Erarbeitung von wissenschaftsbasierten Forschungsempfehlungen, die Weiterentwicklung und Umsetzungsplanung von Industrie 4.0 in der deutschen Wirtschaft voranzutreiben. Der Forschungsbeirat versteht sich als Impulsgeber für künftige Forschungsthemen und Berater zur Umsetzung von Industrie 4.0. Die Arbeit des Forschungsbeirats wird durch acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften koordiniert und durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert.