Produktentwicklung „An KI führt kein Weg vorbei“

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Automatisierung, künstliche Intelligenz, Simulation und offene Ökosysteme – damit können im Produktentstehungsprozess Potenziale gehoben werden, sagt Klaus Löckel, Managing Director DACH bei Siemens Digital Industries Software, im Interview mit konstruktionspraxis.

Herr Löckel, was hören Sie von Ihren Kunden: Was sind die größten Herausforderungen derzeit?

Nachhaltigkeit ist natürlich immer ein Thema, aber immer getrieben eigentlich von dem Streben nach Verbesserungen im Produktionsprozess. Wie schaffen wir es jetzt, nach den Lieferkettenproblemen und nach Corona, unsere Produktionsstandorte hier zu erweitern oder neue aufzubauen? Viele unserer Kunden bauen hier in Deutschland neue Werke und schließen ihre Werke in Indien und in China, weil keiner weiß, wie nachhaltig die Lieferketten sind. Demzufolge wird hierzulande immer mehr produziert – getrieben auch aus dem Aspekt der hohen Energie- und Personalkosten. Aus diesem Grund setzen Unternehmen vermehrt auf Digitalisierung und Automatisierung. Das heißt, viele Kunden brauchen neue Automatisierungslösungen oder die Software dazu, um diese Potenziale zu heben.

Wird Ihrer Meinung nach auch künstliche Intelligenz hier eine Rolle spielen?

Ja, wir machen das schon jeden Tag. Unsere Factory-Automation-Kollegen zum Beispiel nutzen künstliche Intelligenz (KI), um die Steuergeräte zu trainieren, also etwa bei Förderstrecken: Wie schnell dürfen sie laufen, wo muss der Stopp sein und wie hart darf er sein, wie sind die Intervalle? Sie trainieren das KI-Tool so lange, bis das Band dann smooth läuft. Das ist heute Gang und Gebe – unglaublich, was es für Möglichkeiten gibt! Deshalb ist KI für uns auch ein Effizienzbooster.

Und um damit maximalen Mehrwert für unsere Kunden zu erzeugen, setzen wir auf Partnerschaften. Zum Beispiel die Partnerschaften mit Microsoft und AWS. So treten wir über unser Partner-System in den Markt, was für unsere Kunden bedeutet, dass sie weiterhin eine gewisse Freiheit haben – sie sind nicht auf einen Anbieter festgelegt.

Was denken Sie – wie lange wird es im deutschen Maschinen- und Anlagenbau brauchen, bis Künstliche Intelligenz akzeptiert wird?

Ich glaube nicht sehr lange. Warum? Weil man das gar nicht sieht, man fühlt es gar nicht. Ein Beispiel aus der Siemens-Welt: In unserer Fertigung in Amberg waren sonst Mitarbeiter damit beschäftigt, Control Units richtig in eine Maschine einzusetzen, damit der Greiferarm sie nehmen und dann in die größere Platine bestücken kann. Heute macht diesen Job ein Rüttelblech: Die Teile werden einfach reingeschüttet und das Blech rüttelt so lange, bis sie in der richtigen Position stehen, damit sie dann gegriffen werden können. Und dieser Rüttelrhythmus wurde über KI trainiert. Das ist also ein ganz normaler Produktionsablauf, die KI dahinter ist nicht sichtbar. Unsere Application Engineers in den Fabriken arbeiten jeden Tag damit, heute schon. Darum glaube ich, dass an KI kein Weg vorbei führt.

Wie lange haben Sie KI-Technologien bei Siemens schon im Einsatz?

Lange vor dem Hype, der ja mit Chat GPT vor etwa sechs Monaten begonnen hat. Wir bei Siemens arbeiten schon ungefähr fünf Jahre mit der Technologie. Und zwar haben wir damals mit Qualitätssicherung per Foto und Video begonnen: Auf einem Band fährt das Produkt vorbei, eine Kamera nimmt auf und im Hintergrund sagt eine Künstliche Intelligenz: ‚Das Produkt wurde richtig zusammengebaut, weil die vier Schrauben an der richtigen Stelle sind‘. Durch das aktuelle Interesse an KI kann sich auch die Industrie nicht mehr dagegen wehren – jeder stellt im Moment diese Fragen: ‚Was macht ihr denn damit und wie geht es weiter?‘ So wird sich natürlich der Innovationsprozess jetzt beschleunigen, es wird investiert.

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Inwiefern steckt in den CAD-Lösungen NX und Solid Edge bereits KI?

Auch das macht Siemens schon lange, nur viele haben es nicht gemerkt. Denken wir an den Hype zum Thema generatives Design. Schon damals, vor fünf Jahren, haben wir in der Produktentwicklung KI-Technologie eingesetzt. Anfangs waren noch viele Nacharbeiten nötig, da musste der Entwicklungsingenieur tatsächlich noch mal Hand anlegen. Aber da hat sich in den letzten fünf Jahren viel getan, eben weil es trainiert wird. Heute kann man das Ergebnis tatsächlich so nutzen, wie die Software es vorschlägt, wie es simuliert und einstudiert wurde. Heute kann man das Ergebnis tatsächlich so nutzen, wie es die Software vorschlägt, wie es simuliert und wie es einstudiert wurde. Eine wirklich großartige Entwicklung, die hier in den letzten Jahren stattgefunden hat.

Und was ist noch denkbar?

KI ist im Kern unserer CAD-Applikationen durch Technologien wie Synchronous Technology verankert. Dank der Synchronous Technology in Solid Edge und NX müssen Anwender nicht mehr zwischen parametrischer und historienfreier Modellierung wählen. Man muss auch nicht der Konstrukteur des Modells sein, um es zu verstehen und wiederzuverwenden. Es erkennt Formmuster und kann diese auch bei importierten Daten verändern als wären es native Daten. Zum anderen ist in NX ein Machine Learning Framework integriert, das wiederkehrende Selektionsaufgaben des Konstrukteurs durch Lernen der Geometrieformen stark vereinfacht und die Komplexität für den Konstrukteur reduziert. Weiterhin ist ein lernbares UI integriert, welches Anwendern das Nutzerverhalten lernt und nur die relevanten Befehle für eine wiederkehrende, dedizierte Aufgabe zur Verfügung stellt.

Auch Simulation wird als Enabler für effizientere Prozesse betrachtet. Welchen Stellenwert hat Simulation für Siemens?

Simulation ist der Wachstumsmarkt schlechthin. Hier kommt jetzt der digitale Zwilling ins Gespräch – und ohne Simulation geht gar nichts. Viele unterscheiden auch Konstruktion und Simulation gar nicht mehr und ich bin auch der Meinung, dass da kein Blatt Papier dazwischen passen darf. Und zwar im Entwicklungsprozess genauso wie im Fertigungsprozess. Das Metaversum, woran wir mit Nvidia arbeiten, zielt darauf ab, die reale Situation in der Produktion zurückzuspielen in den digitalen Zwilling.

Digitale Transformation

Siemens und Nvidia arbeiten am industriellen Metaversum

...und für ihre Kunden?

Ich glaube schon, dass die Notwendigkeit des Simulierens bei jedem angekommen ist, aber nicht in jeder Domäne. Heute kann so viel simuliert werden – Bewegung, Wärme, Flüssigkeiten, Geräusche, Elektromagnetismus und so weiter. Aber nicht jeder simuliert alles. Das ist unser Kernproblem. Es ist unglaublich schwierig, auf Kundenseite jemanden zu finden, der für Multi-Domänen-Simulation verantwortlich ist, jeder simuliert auf seinem Gebiet, in seiner Domäne. Es gibt ganz, ganz selten jemanden, der sich zentral und ganzheitlich um das Thema Multi-Domain-Simulation kümmert. Eine weitere Schwierigkeit ist, dass der Markt für Simulation sehr heterogen ist, es gibt fast keine Anwender, die alles von einem Anbieter einsetzen.

Sind denn die Systeme so offen, dass das keine Probleme macht?

Unsere Message von Siemens ist klar: Ein offenes Ökosystem ist der Schlüssel zum Erfolg. Und dieses offene Ökosystem bezieht sich nicht nur auf unsere Partner, sondern auch auf unsere Produkte. Offene und interoperable Systeme mit definierten Schnittstellen, z. B. APIs für Integrationen, sind auch offen für Anwendungen von Drittparteien. Dank der Interoperabilität kann ein System auch mit anderen Systemen Informationen austauschen. Und das reduziert auch mögliche Probleme.

Ist nicht die umfassende Simulation nötig, um einen vertrauenswürdigen digitalen Zwilling zu erhalten?

Absolut. Darum pushen wir alle in diese Richtung. Hier kommt die Verwaltungsschale ins Spiel. Wir versuchen mit der Industrie jetzt den Standard zu definieren, mit dem wir digitale Zwillinge transportieren können, und zwar inklusive des digitalen Verhaltenszwillings mit der kompletten Simulation. Und das in einer Sprache, die alle verstehen, also jede Maschine. Wir glauben, dass der Standard notwendig ist und viele Partner der Industrie sind bereits aufgesprungen – die Industrial Digital Twin Association wächst immer weiter. Und ich glaube, dass wir jetzt die richtige Dynamik haben, um das auch umzusetzen. Komponentenhersteller wie Harting beispielsweise haben jetzt schon Hunderte, manchmal Tausende von digitalen Zwillingen produziert und davon werden wir alle profitieren.

Standardisierung

Digitaler Zwilling ist reif für die Industrie

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