tkms und FH Kiel nutzen KI für Arbeitspläne

In der Produktion und im Maschinenbau sind Arbeitspläne unerlässlich, sie zu erstellen jedoch komplex und zeitaufwändig. Nicht nur technisches Wissen, sondern die Berücksichtigung von Produktionskapazitäten wie Personal und verfügbare Anlagen und Fertigungstechnologien. Im Rahmen des Projekts OfferAI möchten die Beteiligten Künstliche Intelligenz nutzen, um aus vorhandenen Daten Arbeitspläne schneller und präziser zu erstellen. Für das Training der KI kann das Team um Professor Daniel Böhnke auf den riesigen Datenpool von Marine Systems zurückgreifen. Hier entstehen pro Boot zehntausende von Arbeitsplänen, die sich aufgrund individueller Kundenwünsche von Projekt zu Projekt unterscheiden.

Um die Daten nutzbar zu machen, verwendet das Team unter anderem Technologien, die bereits für die Sprachverarbeitung genutzt werden, erklärt Böhnke. „KI wird bislang bei der Erstellung von Arbeitsplänen kaum eingesetzt. Aber es gibt durchaus vielversprechende Technologien in diesem Bereich. Wir untersuchen den Einsatz von Transformern, welche zum Beispiel bei den großen Sprachmodellen wie ChatGPT verwendet werden.“ Die größte Herausforderung des Projekts für den Professor: „Ingenieure und Ingenieurinnen speichern technische Bauteile in Form von 3D-Modellen und technischen Zeichnungen ab. Für uns ist eine der spannenden und bislang nicht vollständig gelösten Fragestellungen, wie diese Informationen für den Einsatz von KI aufgearbeitet werden können.“

Insgesamt strebt Böhnke eine Vorhersagegenauigkeit von mehr als 85 Prozent an. Eine solche Genauigkeit könnte die Arbeitsplanung erheblich beschleunigen und sowohl die Angebotserstellung als auch den Produktionsbeginn optimieren. Insbesondere im spezialisierten Prototypenbau bei Marine Systems existiert ein hoher Bedarf in der Arbeitsplanung. Für den Prototyp eines U-Boots müssen im Verlauf einer mehrjährigen Planung bis zu 80.000 Pläne erstellt und zahlreiche Arbeitskapazitäten gebunden werden. Das Einspar- und Entlastungspotential sei also enorm, so Dr. Dirk Steinbrink, COO von thyssenkrupp Marine Systems. „Der Arbeitsplanassistent birgt ein gutes Potenzial und wird uns in Zukunft einen Teil der Arbeit abnehmen können. In Bezug auf den Fachkräftemangel ist das eine sinnvolle Ergänzung der ohnehin knappen Personalressourcen im spezialisierten Marineschiffbau. Neben der sinnvollen Ergänzung für unsere Mitarbeitenden und die Produktionsplanung, erhoffen wir uns auch eine Verbesserung der Datenqualität durch Vorbefüllung der Arbeitspläne.“

Von einer teilautomatisierten Erstellung von Arbeitsplänen könnte aber nicht nur der Projektpartner Marine Systems profitieren. Die Methode könnte für diverse Branchen von Nutzen sein. Ein großer Bedarf besteht zum Beispiel in der Lohnfertigung in der zerspanenden Industrie. Hier müssen die Anbieter in hoher Taktung Angebote für technische Prozesse erstellen. Aber auch für das Handwerk existieren Anwendungsszenarien, die beispielsweise die teilautomatisierte Erstellung einer Ablaufplanung für Arbeiten an denkmalgeschützten Bauten, insbesondere wenn formale Anforderungen für eine Förderung einzuhalten sind.