Brückenschlag vom Labor in die Praxis

Wie stellen Sie sich die industrielle Fertigung der Zukunft vor? Sehen Sie Szenen aus großen Science-Fiction-Filmen oder -büchern vor sich? Roboter arbeiten Greifer in Greifer, der Mensch ist wegrationalisiert? Oder doch ganz anders? In jedem Fall ist die Zukunft nicht so fern, wie Sie meinen: Seit einem Jahr arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler im Rahmen des KI-Produktionsnetzwerk Augsburg mitten in der Fuggerstadt an der praktischen Seite dieses mit Blick auf internationalen Wettbewerb, Strukturwandel und Arbeitskräftemangel so wichtigen Themas.

»Ganz so bedrohlich ist unsere Vision nicht«, schmunzelt Prof. Dr. Markus Sause, Professor für Mechanical Engineering, der das KI-Produktionsnetzwerk an der Universität Augsburg leitet. Hinter diesem Wortungetüm verbirgt sich ein wegweisender Forschungsverbund (siehe Info-kas­ten). »Der Name trägt einerseits das ›Werkzeug‹ in sich, mit dem wir unsere Vision verwirklichen wollen: künstliche Intelligenz, kurz KI genannt. Produktionsnetzwerk wieder­um steht für die Idee, wie wir uns basierend darauf die industrielle Fertigung der Zukunft vorstellen. Es wird sich nicht mehr um eingleisige Fertigungsstraßen handeln, bei denen ein Problem alles stilllegt. Nein: Durch den Einsatz von KI an den richtigen Stellen und einem modularen Aufbau können ausgefallene Maschinen umgangen, Anlagen perfekt ausgelastet und die Produktion in verschiedenen Richtungen optimiert werden«, erklärt Markus Sause.

Gemeinsam zum Ziel

Damit sind dann auch schon die wichtigsten Ansatzpunkte des Projekts genannt. »Vor allem kleine und mittelständische Unternehmen werden zunehmend mit neuen Herausforderungen konfrontiert«, führt der Forscher aus. Digitalisierung könne zwar viele Probleme lösen, sei aber durch die damit verbundenen Anforderungen an technisches Know-how oft schwierig umzusetzen. Und weiter: »Es ist uns wichtig, vor Ort gemeinsam mit Industriepartnern an konkreten Fragen und Anwendungsfällen zu arbeiten, um die Anforderungen aus der Wirtschaft direkt adressieren und unsere Forschungsergebnisse möglichst nahtlos in die Anwendung bringen zu können«. Auch neue Konzepte zu Aus- und Weiterbildungsmöglichkeiten werden in die Überlegungen integriert.

Die Forschungsbereiche

Inhaltlich befasst sich das KI-Produktionsnetzwerk Augsburg mit Fragestellungen and den Schnittstellen zwischen Werkstoffen, Prozesstechnik und Digitalisierung. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler untersuchen einerseits alle Aspekte eines Fertigungsprozesses vom Werkstoff bis zum fertigen Produkt und prüfen, wie und wo KI hier optimierend eingesetzt werden kann. Andererseits gilt es zu ergründen, inwiefern KI ermöglicht, in einer digitalisierten Produktion die nächsten Schritte zu gehen. »Mit den Datenmengen der Produktionsanlagen kann man beispielweise einen digitalen Zwilling des Produktionsprozesses erschaffen. Dieser erlaubt beispielsweise eine schnelle und kostengünstige Simulation anderer Randbedingungen, ohne dass man die echte Produktion stoppen müsste«, erklärt der Professor ein Anwendungsbeispiel. Die Selbstorganisation von Produktionsprozessen werde ebenso erforscht wie die Einbindung von Menschen in einer hochautomatisierten, KI-basierten Produktion.

Erste Erfolge

Auch wenn es sich beim KI-Produktionsnetzwerk Augsburg noch um ein relativ junges Projekt handelt (Gründung im Dezember 2020), so kann es bereits einige Erfolge vorweisen: »In den ersten zwölf Monaten haben wir mit unseren Partnern eine hohe Zahl neuer Industrie-Kontakte geknüpft. Dazu kommen 40 gestartete Projekte, 19 weitere sind zurzeit in Vorbereitung«, berichtet Markus Sause stolz.

Vom Labor in die Praxis

Um die Forschung unter realen Bedingungen im Industriemaßstab durchführen zu können, mietete die Universität Augsburg im Dezember 2021 Hallen- und Büroflächen von insgesamt 7.000 m2 auf dem WALTER Technology Campus Augsburg, in unmittelbarer Nähe zum Universitätscampus, an. »Wir sind gerade dabei, die neuen Flächen für unsere Anforderungen vorzubereiten und freuen uns darauf bald unsere Anlagen dort in Betrieb nehmen zu können«, schildert Markus Sause den aktuellen Stand.

Einblicke in die Forschung gib es schon jetzt:

• Recycling auf Knopfdruck
• Die Produktion der Zukunft: ausfalltolerant und selbstorganisiert?
• Es wird heiß: Forschen bei 2000°C
• Mit künstlicher Intelligenz Produktionsprozesse optimieren

Die Autorin ist an der Universität Augsburg für die Öffentlichkeitsarbeit zum KI-Produktionsnetzwerk Augsburg zuständig.