Fraunhofer IGCV: KI-gestützte adaptive Prozesssteuerung und Fehlerfrüherkennung in der Montage

In der industriellen Fertigung treffen zwei technologische Welten aufeinander: IT-Systeme, die Daten analysieren, und OT-Systeme, die Maschinen steuern. Die zunehmende Vernetzung beider Bereiche schafft neue Möglichkeiten für effizientere und flexiblere Produktionsprozesse. Gleichzeitig wächst damit die Komplexität, technisch wie sicherheitstechnisch.

Professor Rüdiger Daub vom Fraunhofer-Institut für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik (IGCV) in Augsburg beschreibt im Fachmagazin „Produktion" den Ansatz seines Instituts: „KI und Machine Learning transformieren die Montage grundlegend, und das im positiven Sinne. Durch datengetriebene Entscheidungen können Prozesse adaptiv gesteuert, Ressourcen effizienter eingesetzt und Fehler frühzeitig erkannt werden."

Das IGCV verfolgt damit einen Ansatz, bei dem Montagesysteme nicht mehr nach festen, vorprogrammierten Abläufen arbeiten, sondern auf Basis laufender Datenauswertung reagieren und sich anpassen.

Im Zentrum steht die Verbindung von KI und Machine Learning mit bestehenden Fertigungs- und Montagesystemen. Prozesssteuerung erfolgt dabei datengetrieben und adaptiv, das heißt, das System passt sich an aktuelle Zustände an, anstatt starr einem vordefinierten Plan zu folgen. Fehler sollen erkannt werden, bevor sie sich im Produkt manifestieren.

Die technische Grundlage bildet die Zusammenführung von IT- und OT-Ebene: Sensordaten, Maschinensignale und Netzwerkverbindungen fließen zusammen und werden durch KI-Modelle ausgewertet. Diese Konvergenz birgt laut den Quellen jedoch auch Risiken: Bestehende OT-Systeme wurden häufig nicht für eine derartige Vernetzung konzipiert, und das Sicherheitsniveau älterer Steuerungskomponenten gilt als unzureichend.

Konkrete Messwerte oder Projektergebnisse aus dem IGCV sind auf Basis der vorliegenden Quellen nicht belegt. Die Quellen enthalten lediglich das beschriebene Konzept und die einordnende Aussage von Professor Daub.

Der Ansatz des IGCV steht im Kontext einer breiteren Entwicklung: Die Bundesregierung fördert KI-Forschung und -Anwendung mit einem eigenen Aktionsplan und einem Budget von 1,6 Milliarden Euro. In einer KPMG-Studie gaben 93 Prozent der weltweit befragten Führungskräfte aus der Fertigungsindustrie an, KI verschaffe Unternehmen einen klaren Wettbewerbsvorteil.

Zugleich weisen Fachleute auf strukturelle Risiken hin: Die Zusammenführung von IT, OT und KI vergrößert die Angriffsfläche für Cyberbedrohungen. Laut Bitkom entstehen der deutschen Wirtschaft durch Cyberangriffe bereits heute Schäden von 200 Milliarden Euro jährlich; in der Fertigungsindustrie stiegen Ransomware-Angriffe im vergangenen Jahr um 56 Prozent. Diese Rahmenbedingungen sind auch für KI-Projekte wie jene des IGCV relevant, da adaptive Prozesssteuerung zwingend auf vernetzte Systeme und kontinuierliche Datenströme angewiesen ist.