Fraunhofer-Institut für Kognitive Systeme IKS
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Einfache KI-Integration für die Industrie 4.0

Im Zuge der Industrie 4.0 streben Industrieunternehmen nach einer möglichst effizienten, flexiblen und vernetzten Produktion und setzen hierbei vermehrt auf Künstliche Intelligenz (KI). Für den Einsatz von KI braucht es allerdings qualitativ hochwertige und idealerweise dynamische Maschinendaten.

In der Industrie 4.0 ergeben sich jedoch drei Herausforderungen, die es hierfür zu lösen gilt:

  1. In einem typischen Produktionsunternehmen ist die Prozess- und Betriebsebene häufig von einer klassischen Multi-Vendor-Landschaft geprägt – sprich, die Maschinen kommen von unterschiedlichen Herstellern.
  2. Die Daten einer solche Produktionsanlage sind ebenfalls heterogen und stammen von Komponenten, die unter anderem aufgrund des unterschiedlichen Alters auch unterschiedliche Technologiestandards haben.
  3. Darüber hinaus gibt es in Industrieanlagen unterschiedliche Kommunikationsschnittstellen und Protokolle. Darüber werden Daten meist statisch generiert, gespeichert und von Data Scientists manuell aufbereitet.

Soll nun Künstliche Intelligenz in diese Prozesse integriert werden, erfolgt dies aufgrund der oben genannten Herausforderungen häufig ebenfalls manuell.

Modulare KI-Services für service-orientierte Architekturen

Die REMORA Plattform schafft hier Abhilfe, indem sie die KI-Entwicklung für die Industrie 4.0 vereinfacht und KI-Services automatisiert integriert. Im Gemeinschaftsprojekt »REMORA – Multi-Stage Automated Continuous Delivery for AI-based Software & Services Development in Industry 4.0« arbeitet das Fraunhofer-Institut für Kognitive Systeme IKS mit weiteren Partnern an der einfachen Integration von KI-Services in die Industrie 4.0. Ziel ist es, die Integration von KI für die Echtzeit-Maschinendaten-Analyse zu vereinfachen und Werkzeuge für qualitativ hochwertige und dynamische Maschinendaten zu erstellen. Dabei setzt das Projekt auf modulare und flexible KI-Services innerhalb service-orientierter Architekturen, die sich einfach austauschen und aktualisieren lassen.

REMORA: Offene und interoperable Technologie-Plattform

Basis des Projekts ist die offene und interoperable Technologie-Plattform REMORA. Modulare Software-Werkzeuge, sogenannte AI-Tech-Stacks, sorgen für die automatisierte Integration von dynamischen Analytik-Modellen und steigern damit die Effizienz von KI-Anwendungen in der Industrie. Mit der Plattform verfolgen die Projektpartner mehrere Ziele:

  • hochgradige Automatisierung der Datenaufbereitung für den KI-Modellierungsprozess
  • kontinuierliche und flexible Bereitstellung von Daten
  • Meta-Lernen und automatisierte Datenaufbereitung über Systemgrenzen hinweg
  • Integration von Expertenwissen in KI-Modelle
  • kontinuierliche Weiterentwicklung von Modellen

Framework unterstützt und optimiert den KI-Lebenszyklus

Innerhalb des Projekts arbeitet das Fraunhofer IKS vor allem an einem Framework für die Realisierung eines automatisierten, kontinuierlichen und dynamischen Daten-Lebenszyklus, bestehend aus Prozessen wie »Data Acquisition«, »Data Processing«, »Model Training«, »Data Analysis« oder ähnliches. Das Framework stellt eine Bibliothek von unterschiedlichen Funktionalitäten für KI-Services bereit und ermöglicht damit die einfache Integration von KI-Algorithmen in Industrie 4.0-Anwendungen.

Darüber hinaus bietet das Framework, das kompatibel mit bestehenden Industrie 4.0 Standards und proprietären Lösungen ist, ein Konzept für einen umfassenden KI-Lebenszyklus, indem es an drei Punkten ansetzt:

  • Unterstützung für Data Scientists: Das Framework ermöglicht einen einheitlichen Zugang zu Daten und Metadaten, unabhängig von der verwendeten Technologie. Zudem bietet es einen Überblick über die Topologie der Produktionsanlage, die erhobenen Daten sowie ihren Beziehungen untereinander. Dies vereinfacht es, den Kontext der Daten zu verstehen und neue KI-Services zu entwickeln.
  • Flexible Integration von Künstlicher Intelligenz: Mit Hilfe des Frameworks können KI-Services flexibel integriert werden: z.B. direkt in der Komponente oder in der Cloud.
  • Automatisierung von KI-Prozessen: Das Framework automatisiert KI-Prozesse beispielsweise durch automatisiertes Retraining und Modell-Deployment, wodurch sich die Datenanalyse automatisch und kontinuierlich verbessert.

Einbindung von KI-Services über REMORA

Sie möchten in Ihrem Unternehmen ebenfalls KI-Services einbinden? Das Framework für die Optimierung des Daten- und KI-Lebenszyklus kann in der gesamten Automatisierungsbranche eingesetzt werden: sei es in der verarbeitenden Industrie, im Maschinenbau oder in der Robotik. Das Fraunhofer IKS unterstützt sie gerne bei der Integration von Künstlicher Intelligenz in Industrie 4.0-Anwendungen. Sprechen Sie gerne die nebenstehenden Kontaktpersonen, um weitere Informationen zu erhalten.

Dieses Vorhaben wird im Rahmen des Projektes „REMORA – Multi-Stage Automated Continuous Delivery for AI-based Software & Services Development in Industry 4.0“ durch das Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie gefördert und durch die Bayern Innovativ – Bayerische Gesellschaft für Innovation und Wissenstransfer mbH unterstützt.

 

© iStock.com/AleksandarGeorgiev

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