Datenintegrationsplattform: Datenbasis für KI-gestützte Prozessoptimierung

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Technologien, deren Funktionsweise auf künstlicher Intelligenz beruhen, sind in aller Munde. Spätestens seit dem Launch von ChatGPT werden Chancen und Einsatzmöglichkeiten von KI diskutiert und teilweise auch schon genutzt. Auch in der Industrie besteht Handlungsbedarf aufgrund der vielfältigen Nutzungsmöglichkeiten von KI. Ein Schlüssel für die erfolgreiche KI-Nutzung ist eine saubere Datenbasis. Eine Datenintegrationsplattform liefert die Grundlagen für kontinuierliche Analysen.

Datenintegrationsplattform im Einsatz: Rund 67 Prozent der Führungskräfte im Ingenieurswesen fühlen sich unter Druck, KI-Anwendungen einzuführen, um keine Wettbewerbsvorteile einzubüßen. Zu diesem Ergebnis kommt eine aktuelle Studie des Software-Anbieters Monolith. Künstliche Intelligenz birgt ein großes Potenzial etwa für die Prozessoptimierung. Um zu funktionieren, sind KI-Lösungen jedoch auf entsprechende Datenflüsse und Trainingsdaten hinreichender Qualität angewiesen. Unternehmen haben idealerweise bereits in der Vergangenheit eine möglichst lückenlose, standardisierte und fehlerfreie Datenerfassung implementiert oder bauen sie als notwendige Grundlage für KI auf.

Datenintegrationsplattform als zentrales Werkzeug nutzen

Zentrales Werkzeug für eine solche Datenlogistik ist eine leistungsfähige Datenintegrationsplattform. Diese bildet frühere und aktuelle Prozessabläufe möglichst kleingliedrig und umfassend in standardisiertem Format ab, reichert Quelldaten idealerweise mit weiteren Informationen an und verarbeitet die Daten weiter. Voraussetzung für eine vollumfängliche Prozessanalyse ist die Anbindung aller Komponenten einer Anlage, damit wirklich alle anfallenden Daten abgegriffen werden können. Passende Systeme räumen diese heterogene Datenbasis auf, strukturieren sie und bereiten sie mithilfe von algorithmischen Verfahren auf. So werden die Daten nutzbar gemacht und in Informationen gewandelt, die vielfältig nutzbar sind.

Die Anreicherung mit weiterführenden Informationen erhöht die Nutzungsmöglichkeiten um ein Vielfaches, etwa durch erweiterte Strukturierung der Ausgangsdaten. Das erhöht das Signal-To-Noise-Ratio für KI-getriebene Analysen und den Erkenntnisgewinn mit „natürlicher Intelligenz“. Dadurch, dass die Datenintegrationsplattform alle Werte exakt und vollumfänglich erfasst sowie anschließend strukturiert und standardisiert, werden aus den Daten wertvolle reportfähige Informationen, die teilweise in der Plattform selbst auf höhere Ebenen aggregiert werden können oder aufgrund der Standardisierung für weitere Auswertungen über flexible Schnittstellen verfügbar werden.

MES und ERP nutzen standardisierten Datenraum als Quelle

Die Integration beginnt mit den Quellen und setzt sich mit Zielsystemen fort. Anwendungen wie zum Beispiel MES oder ERP können den standardisierten Datenraum als Quelle über flexible Schnittstellen nutzen und sogar bidirektional selbst Datenquellen sein. Es stehen viele Wege offen, um auf sehr granulären bis zu übergreifenden Ebenen durchgängig Erkenntnisse auf direkt vergleichbarer Daten- und Informationslage zu gewinnen. KI-gestützte Lösungen können die hochwertige Datenbasis nutzen, um etwa Prozesse zu optimieren, Einzelereignisse wie etwa Störfälle einzuschätzen oder übergreifende Prognosen für kommende Jahre anzustellen.

Tiefhängende Früchte ernten und Stolperfallen meiden

Auf dem Weg zu oftmals komplexen Lösungen gibt es viele Gelegenheiten für die praktische Umsetzung. Hierbei sollten unbedingt isolierte Insellösungen vermieden werden und eine sichere Abgrenzung der Datenverarbeitung in der IT-Umgebung von der Datenerfassung in der OT-Welt gegeben sein. So entstehen sichere Verarbeitungsprozesse. Rückverfolgbarkeit und Vergleichbarkeit werden über die Grenzen von Einzelanwendungen möglich. Historische Daten sind direkt mit aktuellen Daten vergleichsfähig, strukturiert und analysierbar. Selbst ohne KI-Analysen fallen bei solchen Betrachtungen schnell Muster auf. Die Integration von Systemen wird einfach. Es entsteht vielfältige Nutzung, die normalerweise mit umfangreichen Einzelprojekten realisiert werden muss, wobei die Daten oft inkompatibel bleiben.

So ist etwa eine detaillierte Chargenrückverfolgung realisierbar, die den Weg jedes eingesetzten Materials genau nachzeichnet, während der gleiche Datensatz zur Qualitätssicherung durch Integration mit Labordaten dient und eingesetzte Energiemengen oder andere Verbräuche für Prozessoptimierung und Reporting verwendet werden. Dabei ist erkennbar, auf welcher Prozessstufe sich die jeweiligen Inhaltsstoffe an welchem Prozessort befanden. Im Bereich Predictive Maintenance werden durch einen datengetriebenen Ansatz Wartung und Austausch von Komponenten optimiert. Im Reporting kann beispielsweise gezeigt werden, wie hoch die Auslastung des Betriebs ist. Hochwertige Plattformen für die Datenintegration liefern diese Informationen in Echtzeit.

Emissionen senken und Verbräuche optimieren

Datenintegration bietet weitere Vorteile wie die nachhaltige Produktion Dass Nachhaltigkeit heute zu den wichtigsten Unternehmenszielen zählt, belegt eine Studie des Beratungshauses PWC. Demnach planen 77 Prozent der befragten Verantwortlichen aus der industriellen Fertigung, der Pharmaindustrie und der Prozessindustrie bis 2050 Netto-Null-Emissionen für alle Wertschöpfungsketten. Maßnahmen zur Erreichung dieses Ziels hat bisher aber erst ein Drittel der befragten Unternehmen umgesetzt. Nachweispflichten für Förderprogramme und im Vorfeld quantifizierbare Einsparpotenziale sind Meilensteine auf diesem Weg.

Die wohl wichtigste Voraussetzung zur Emissionsreduktion ist die Messung von Verbräuchen und Emissionen. Die Studie nennt eine unzureichende IT-Infrastruktur und Mangel an geeigneten digitalen Lösungen für den Datenzugriff als eine der fünf größten Herausforderungen, denen sich Unternehmen gegenübergestellt sehen. So müssen die Daten erfasst werden und stets in Echtzeit verfügbar und sicher nutzbar sein. Damit Nachhaltigkeit gelingen kann, ist die Einbindung einer modernen Datenintegrationsplattform zu empfehlen, wie das Beispiel einer Brauerei zeigt. Diese hat mithilfe von TeBIS der Steinhaus Informationssysteme ihre Emissionen kontinuierlich überwacht und optimiert. So konnten über einen Zeitraum von rund 13 Jahren 65 Prozent an Abgasen eingespart werden.

Datenintegrationsplattform ebnet den Weg zu vielen Anwendungen

Ob KI-Anwendungen, Reporting, Energiemanagement oder vorrausschauende Wartung: Die Einsatzmöglichkeiten von hochwertigen und vollständigen Informationen sind in der digitalisierten Produktion nahezu unbegrenzt. Deshalb ist der Aufbau einer entsprechenden Datenlogistik eine der wichtigsten Aufgaben der IT-Verantwortlichen in der Industrie. Ziel muss es sein, alle geforderten Daten in der richtigen Form und zur rechten Zeit der richtigen Stelle zur Verfügung zu stellen. Mit einer passenden Datenintegrationsplattform gelingt diese Aufgabe zuverlässig.

Der Autor Dr. Martin Beisiegel ist tätig im Bereich Projektmanagement bei der Steinhaus Informationssysteme GmbH.

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