Engineering-Marktplatz Problem trifft Lösung

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KI-gestützte Analysen werden immer mehr auch im Produktentstehungsprozess erfolgreich eingesetzt. Kleinen und mittelständischen Unternehmen fehlen jedoch oft die Fachleute, um diese Methoden zu entwickeln und zu integrieren. Das soll sich mit einem neuen KI-Marktplatz ändern.

Künstliche Intelligenz (KI) bietet in der Produktentstehung große Potenziale. Produzierende Unternehmen können mit KI-Anwendungen ihre Entwicklungskapazitäten effizienter einsetzen, Entwicklungszeiten verkürzen und Herstellungskosten reduzieren. In vielen kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMUs) fehlen jedoch die Experten, um KI-Anwendungen in den Produktentstehungsprozess zu integrieren. Mit dem KI-Marktplatz entsteht deshalb unter Leitung des Heinz Nixdorf Instituts ein Ökosystem, das die Nutzung von KI für den Mittelstand vereinfachen soll.

„In diesem digitalen Ökosystem können produzierende Unternehmen KI-Anwendungen für spezielle Aufgabenstellungen erwerben, über Workshops eigenes Know-how aufbauen oder Daten handeln, die für die Entwicklung von KI-Lösungen erforderlich sind“, erklärt Dr. Nicole Göckel, Senior Consultant und Projektleiterin im KI-Marktplatz bei der Contact Software GmbH. Der integrierte Webshop, in dem KI-Anwendungen und -Services gehandelt werden, basiert auf Contact Elements.

Wie Konstruktion und Entwicklung von KI profitieren

Entwicklungskapazitäten steigern, Herstellkosten verringern, Entwicklungszeit verringern, Innovationspotenzial erhöhen – richtig eingesetzt können Methoden der Künstlichen Intelligenz in den Prozessen der Produktentstehung zahlreiche Potenziale heben. Die aktuellen Pilotprojekte im KI-Marktplatz adressieren verschiedene Anwendungsfälle in der Produktentwicklung, Fertigung und im Service. Contact arbeitet darüber hinaus an weiteren Szenarien für den gewinnbringenden Einsatz von KI in Konstruktion und Entwicklung:

• Finetuning von Simulationen, zum Beispiel Crash, Verformung und Strömungsdynamik: Angelernte Algorithmen ersetzen kostspielige und langwierige Detailsimulationen und beschleunigen die Produktoptimierung.

• Closed-Loop-Engineering: Das Feedback aus den Felddaten von Produktflotten mittels KI-gestützter Analysen dient der Qualitätssicherung und Verbesserung der Produkte.

• Die Ähnlichkeitssuche in CAD-Modellen beschleunigt die Neu- oder Variantenkonstruktion.

• Automatische Konstruktion per Klassifikation: Auswertung der CAD-Modelle zu einem Produkt mit bestimmten Funktionen und daraus Vorhersage des CAD-Modells zu einem gewünschten Design.

• Qualitätssicherung: Automatische Klassifikation von verschiedenen Probe-Designs nach Fehlern oder Design-Schwächen.

• Auswirkungsanalysen von technischen Produktänderungen, um die funktionalen und finanziellen Folgen besser bewerten zu können.

Wie Konstruktion und Entwicklung von der KI-Handelsplattform profitieren

Unternehmen, die auf der Suche nach speziellen Lösungen sind, können hier Anbieter kontaktieren, die in ausgewählten Fragestellungen Expertise haben. Zudem können sie Anwendungen oder Softwarebausteine erwerben, die von Datenanalysten angeboten werden. Das Beratungsangebot umfasst aktuell erste Workshops wie „Industrial Data Innovations für produzierende Unternehmen“, die einen Einstieg in das Thema bieten, oder eine KI-Potenzialanalyse. Zu den bislang angebotenen Applikationen zählt beispielsweise eine KI-basierte Methode zur Klassifikation von Datenströmen.

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Wie der KI-Marktplatz aufgebaut ist

Der KI-Marktplatz wird sukzessive ausgebaut.

• Die erste Stufe umfasst ein intelligentes Matching: Anhand der Kompetenzprofile der KI-Entwickler und -Experten finden Unternehmen den Lösungsanbieter, der ihre Anforderungen am besten erfüllt.

• In der zweiten Ausbaustufe verfügt der KI-Marktplatz über einen sicheren Datenraum, in dem Unternehmen ihre Entwicklungs- und Testdaten zur Verfügung stellen können. Entwickler nutzen diese Informationen, um ihre KI-Anwendungen an die Anforderungen der Praxis anzupassen. „Auf dem Daten-Marktplatz werden Daten aus dem produzierenden Gewerbe gehandelt. Auf Basis der kategorisierten Daten lassen sich dann KI-Modelle trainieren oder Simulationen durchführen. Kunden sind hier sowohl Unternehmen wie auch Lösungsanbieter.“, führt Dr. Göckel aus.

• Mit der dritten Ausbaustufe, dem Service- und App-Marktplatz, können die Marktplatzteilnehmer Anwendungen und Dienstleistungen direkt auf dem KI-Marktplatz handeln. Zu diesem Zweck wurde mit Contact Elements eine Handelsplattform mit Webshop implementiert. „Über ein E-Commerce-System können Unternehmen künftig KI-Lösungen direkt einkaufen und mit den Anbietern Verträge abschließen“, so Dr. Göckel. Das Portfolio umfasst Workshops zu ausgewählten KI-Themen, Anwendungen, die spezielle Problemstellungen aufgreifen, bis hin zu allgemeinen KI-gestützten Auftragsarbeiten.

• Für die vierte Ausbaustufe ist geplant, den Marktplatz um einen KI-Baukasten zu erweitern. Aus diesem können Unternehmen sich KI-Anwendungen selbst zusammenstellen und auf ihren Bedarf anpassen.

Neben dem Ausbau der Plattform ist das Projektkonsortium derzeit mit dem Einpflegen der Inhalte beschäftigt. Dazu werden für die bislang entwickelten Lösungen und Service-Angebote Objekte mit Informationen zu den Leistungen, Anforderungen und dem Anbieter angelegt. Die Benutzer von Unternehmen können Softwareanwendungen in einen Warenkorb legen und käuflich erwerben oder Dienstleistungsverträge abschließen.

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Wie das Arbeiten mit der Plattform funktioniert

Industrielle Anwender auf der Suche nach Unterstützung, aber auch Anbieter von KI-basierten Services und Lösungen können sich unter ki-marktplatz.com anmelden. Dazu durchlaufen sie den Registrierungsprozess im Community-Bereich unter Angabe ihres Unternehmens und werden diesem dann in der Plattform zugeordnet. Anschließend können sie in den „Service&App Store“ navigieren und sich dort nach Angeboten für ihre Problemstellung umschauen.

KI-Tags helfen dabei die verschiedenen Dienstleistungen und Applikationen zu klassifizieren und die jeweils passende Lösung vorzuschlagen. Ist kein passendes Angebot verfügbar, haben Benutzer die Möglichkeit, Challenges zu formulieren und ihre Problemstellung auf der Plattform zu veröffentlichen. Anbieter sehen die eingestellten Challenges und bewerben sich dann bei inhaltlicher Übereinstimmung mit einem Angebot zur Problemlösung.

Wer die KI-Entwickler und -Experten sind

Die KI-Expertise kommt von Konsortialpartnern aus Wissenschaft und Industrie, die sich auf die Algorithmen-Entwicklung im Produktentstehungsprozess spezialisiert haben. Stand heute sind in der Plattform Service- bzw. App-Angebote vom Fraunhofer IEM (Institut für Entwurfstechnik Mechatronik) und den Unternehmen Ubermetrics und Honda Research hinterlegt. Weitere Anwendungen entstehen in den laufenden Pilotprojekten. Durch das große Netzwerk des Konsortiums und die vielen assoziierten Partner ist davon auszugehen, dass die Zahl der Handelspartner auf Angebots- und Nachfrageseite stark steigen wird, sobald der KI-Marktplatz offiziell online geht.

Wie der aktuelle Stand des Projekts ist

Das Forschungsprojekt läuft bis Dezember 2022, weshalb die Plattform aktuell noch im Aufbau ist, doch viele ihrer zentralen Funktionen sind laut Dr. Göckel aber schon umgesetzt: „Im Community-Bereich findet die Registrierung der Unternehmen und Personen statt, die den KI-Marktplatz nutzen wollen. Dies sind einerseits Fachleute aus der Industrie, die nach geeigneten Anwendungen und Services suchen, und andererseits Anbieter von KI-Lösungen sowie Dienstleister, die Unternehmen entsprechend beraten und schulen.“

Über das Projekt

Zu den 20 Konsortialpartnern zählen neben Forschungseinrichtungen auch namhafte Industrie- und Beratungsunternehmen. Der KI-Marktplatz wird gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK).

Hier geht's zum KI-Marktplatz.

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