Bosch kombiniert Industrie 4.0 mit KI

Stuttgart – Bosch entwickelt die Fabrik der Zukunft. Dafür setzt das Unternehmen auf Industrie 4.0. Produkte werden zunächst in eigenen Werken getestet und validiert, ehe Bosch diese auf dem externen Markt anbietet. Das Portfolio reicht von Softwarepaketen für Produktion und Logistik über Robotik für Fertigung und Transport bis hin zu Assistenzsystemen für Mitarbeiter. Einen zusätzlichen Schub verspricht sich das Unternehmen durch den Einsatz von Künstlicher Intelligenz. So hilft KI etwa, den Ausschuss in Fabriken zu reduzieren oder die Auslastung von Maschinen und Anlagen zu erhöhen.

KI-Einsatz: Bosch-Beispiele aus der Produktion

Industrie 4.0 kombiniert mit Künstlicher Intelligenz unterstützt dabei, komplexe Aufgaben zu lösen. Die vernetzte Produktion liefert Daten, die KI wertet sie aus. So kommt Künstliche Intelligenz beispielsweise bei der Planung von Produktionsprozessen in hochautomatisierten Chipfabriken wie dem Bosch-Halbleiterwerk in Reutlingen zum Einsatz, um die Wafer zeit- und kostensparend durch bis zu 1000 Bearbeitungsschritte zu steuern. Das steigert den Wafer-Durchsatz um fünf Prozent, und die Investition rechnet sich schon nach drei Monaten. Auch in der Qualitätskontrolle nutzt Bosch Künstliche Intelligenz. Am Standort Immenstadt wissen die Montage-Mitarbeiter, dass das getestete Bauteil fehlerhaft ist, wenn im Prüfstand für ABS-Systeme der Bildschirm rot aufleuchtet. Das Ergebnis liefert ein selbstlernendes System, welches auf Basis gesammelter Daten Fehler-Muster erkennt und so relevante von nicht-relevanten Fehlermeldungen unterscheidet. Die hohe Erfolgsquote wird durch wöchentliches Re-Training der Algorithmen ständig verbessert. Um Qualitätsverbesserung geht es auch im Bosch-Rexroth-Werk in Homburg. Werkzeugmaschinen bearbeiten dort Hydraulik-Ventilgehäuse für mobile Anwendungen wie Traktoren. Auf Basis der von Werkzeugmaschinen erfassten Daten lassen sich mit Machine-Learning-Methoden echtzeitnahe Aussagen zur Qualität der Werkstücke treffen. Bei Bedarf werden Fertigungsprozesse umgehend angepasst und so Ausschuss reduziert. Zudem entfallen mit der serienreif entwickelten KI-Anwendung aufwändige nachgelagerte Labormessungen.

KI-Lösungen: Bosch-Entwicklungen für eigene Werke und für Kunden

Der Bosch-Sondermaschinenbau hat mit „Machine Vision AI“ eine Applikationsplattform für die maschinelle optische Inspektion von Werkstücken konzipiert, die dabei hilft, schwer zu identifizierende Merkmale wie Kratzer und Ausbrüche in Oberflächen oder Defekte in Schweißnähten nachzuweisen. Dabei besticht die Lösung durch eine einfache Handhabung und hohe Reproduzierbarkeit. Derzeit wird die Technologie sukzessive in Bosch-Werken ausgerollt. Bereits in Fabriken etabliert und am Markt verfügbar, ist der APAS inspector von Bosch Rexroth, ein Produktionsassistent zur automatischen optischen Inspektion. Dank lernender Bildverarbeitungssoftware lässt sich das System jederzeit „nachtrainieren“, ohne dass umfangreiche Programmierkenntnisse der Mitarbeiter erforderlich sind. Auch zu einer ressourcenschonenden Produktion kann KI einen Beitrag leisten. Über 100 Bosch-Werke und -Standorte setzen auf die Energy Platform aus dem Industrie-4.0-Portfolio, die auch extern angeboten wird. Die Plattform verwendet intelligente Algorithmen, um kurzfristig Abweichungen im Energieverbrauch von Maschinen zu erkennen und Lastspitzen aufzufangen. So lässt sich der Kohlendioxidausstoß in Fabriken weiter reduzieren; im Industrie-4.0-Leitwerk von Bosch in Homburg beispielsweise binnen zwei Jahren um gut zehn Prozent. Bosch erweitert die Energy Platform jetzt um ein sogenanntes Balancing Energy Network. Diese Softwarelösung nutzt KI, um die Energieflüsse in einem Produktionsbetrieb zu steuern und zu optimieren. Das hilft nicht nur, die Energieeffizienz zu verbessern, sondern ermöglicht auch die optimale Nutzung von Strom aus erneuerbaren Quellen. So entstehen „Fahrpläne“ für einen flexiblen Verbrauch. Ursprünglich für Produktionsanlagen entwickelt, hat die Software das Potenzial, allen Arten von größeren Gebäudekomplexen wie Krankenhäusern, Einkaufszentren oder Sportarenen zu helfen, ihren ökologischen Fußabdruck zu verkleinern.

Industrie 4.0: Bosch ist Pionier und Taktgeber

Seit 2012 arbeitet Bosch daran, Produktion und Logistik zu vernetzen. In nahezu allen Bosch-Werken sind Industrie 4.0-Lösungen im Einsatz. Die Projekte liefern messbaren Mehrwert: Mit Hilfe von Industrie 4.0 ist es möglich, die Produktivität an einzelnen Standorten um bis zu 25 Prozent zu steigern. Zu den Industrie 4.0-Lösungen zählt die von Bosch Connected Industry entwickelte Software Nexeed, mit der sich die Produktion in Echtzeit steuern, überwachen und kontrollieren lässt. Validiert und eingesetzt in Bosch-Fabriken, überzeugt Nexeed bereits über 100 Kunden aus unterschiedlichsten Bereichen, darunter BMW und der Sensorhersteller Sick. Während sich Bosch Connected Industry auf Industrie-4.0-Software für die Produktion konzentriert, bietet die Einheit Bosch.IO cloudbasierte IoT-Lösungen mit Schwerpunkt Logistik sowie KI-basiertes Energiemanagement. Bosch Rexroth entwickelt smarte Hardware, intelligente Robotik wie APAS oder ActiveShuttle und wegweisende Automatisierungstechnik für die Fabrik der Zukunft. Mit ctrlX Automation hat das Unternehmen jetzt eine offene, 5G-fähige Steuerung auf den Markt gebracht. Komplettiert wird das Industrie 4.0-Portfolio durch Leistungen von Bosch Manufacturing Solutions: Der Sondermaschinenbau bietet maßgeschneiderte Produktionssysteme von der Montage bis hin zur Prozess- und Prüftechnik.