KI und AR in der Produktion Kombiniert zum Erfolg

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Der Fachkräftemangel ist kein vorübergehendes Phänomen. Die Kombination von künstlicher Intelligenz (KI) und Augmented Reality (AR) kann helfen, das Problem zu lösen. Doch was müssen Unternehmen bei der Verbindung dieser Technologien in KI-AR-Systeme beachten und wie können sie konkret profitieren?

In vielen Firmen gibt es „den Einen“, den alle fragen – die erfahrene Person, die seit Jahren im Betrieb ist und die Antworten kennt. Doch mit der steigenden Erfahrung rückt der Rentenbeginn näher – und damit geht nicht nur die Person, sondern auch das Fachwissen verloren. Ein echtes Dilemma in Zeiten des demografischen Wandels. Denn aktuell werden scheidende Fachkräfte oft nicht schnell genug oder auch gar nicht mehr ersetzt, sodass sie ihr Know-how selten an die nächste Generation weitergeben können. Als Konsequenz der verringerten Expertise in der Organisation wird es unerlässlich, neue Methoden zu entwickeln, um die Folgen des Fachkräftemangels einzudämmen – und diese sind oft digitaler Natur.

AR allein ist nicht genug

In der produzierenden Industrie und besonders in der Montage galt AR lange als Hoffnungsträger. Doch die Praxis zeigte, dass viele Ideen, sei es der ortsunabhängige Remote-Support oder Weiterbildungen an entfernten Standorten, an Zeitverschiebung oder Verbindungsschwierigkeiten scheiterten. Nach einem anfänglichen Hype von AR in der Industrie nahm der Einsatz deshalb wieder ab. Theoretische Vorteile von AR wie Kostenersparnisse durch digitale anstelle physischer Prototypen oder eine Fehlerreduktion durch Warnhinweise auf Datenbrillen konnten sich in der Praxis nicht ausreichend bewähren.

KI-AR-Systeme: Kombination von AR und KI

Eine mögliche Lösung für die Herausforderungen in der Praxis ist die Kombination von AR und KI. Ein kleines Gerät mit integrierter KI unterstützt die Mitarbeitenden. Sie tragen es im Arbeitsalltag fast unbemerkt bei sich, da es nur rund 20 x 20 Zentimeter groß ist und maximal 1,5 Kilogramm wiegt. Die KI ist für konkrete Szenarien entwickelt und hilft z. B. dabei, die richtigen Schrauben oder Produktnummern zu erkennen. Auf verknüpften Smart Glasses erscheinen wichtige Informationen direkt während der Tätigkeit und befähigen auch unerfahrenere Mitarbeitende, komplexe Aufgaben zu erledigen.

Ein Blick in die Fertigungsindustrie

Die Kombination von KI und AR ist besonders dort vorteilhaft, wo der Einsatz von Robotern aufgrund zeitaufwändiger Montage oder Programmierung nicht praktikabel ist. Etwa, wenn niedrige Stückzahlen oder Individualisierungen gefordert sind. Anwendungsbeispiele gibt es daher überall dort, wo die Belegschaft komplexe mechanische Tätigkeiten ausführen und dafür besonders qualifiziert sein muss.

Das Zusammenspiel der Technologien ist in der Fertigungsindustrie insbesondere für die Montage und Kontrolle geeignet. In der Montage können KI und AR den Mitarbeitenden in Kombination etwa Daten und Informationen liefern, um Fehler zu reduzieren. Das ist zum Beispiel in der Fahrradproduktion nützlich, wenn Schrauben mit verschiedenen Anzugsmomenten in Werkstücken verschraubt werden müssen, die aus mehreren Materialien mit unterschiedlicher Beschaffenheit bestehen. Das AR-KI-System gibt dann Warnhinweise im Blickfeld der Mitarbeitenden aus oder kann sogar den Drehmomentschlüssel sperren, wenn ein Fehler droht.

Auch bei der Endkontrolle von Schweißnähten im Stahlbau sowie bei dem Begutachten von Oberflächen wie etwa Folierungen im Yacht- und Flugzeugbau können KI-AR-Systeme unterstützen. Beispielsweise zeigen sie bei optisch-manuellen Kontrollen, die sich nicht vollständig automatisieren lassen, kritische Punkte oder Schritt-für-Schritt-Anleitungen an. Die Tools helfen so vor allem in den Bereichen, die besonders vom Fachkräftemangel betroffen, aber nicht automatisierbar sind. Indem die Mitarbeitenden direkt Feedback und Vorschläge des Systems erhalten, lassen sich auch unerfahrene Arbeitskräfte schneller auf Expertenlevel heben. Da KI aktuell noch nicht zertifiziert ist, sind die Tools Vorschlagsysteme, der Mensch ist weiterhin die Kontrollinstanz.

Golden Rules für KI-AR-Systeme

Der gemeinsame Einsatz von KI und AR in einem System steht noch am Anfang. Es lassen sich jedoch aus ersten Pilotprojekten schon jetzt drei grundlegende Regeln für interessierte Unternehmen erkennen:

1. Daten als unverzichtbare Lernbasis: Je mehr Prozessdaten es gibt, desto schneller ist die KI trainiert und einsatzbereit. Zu Beginn benötigt das System noch viel Feedback erfahrener Mitarbeitender, damit es lernen kann. Nach bis zu einem Jahr erreicht es jedoch das Know-how der menschlichen Experten. Zum Anlernen der KI eignen sich in der Prototypenphase VR-Systeme in einer Laborumgebung, die mit den nötigen Daten gekoppelt werden. Danach lassen sich die Erkenntnisse aus dem Training auf AR-Systeme übertragen und testen, sodass sich die KI weiter verbessern kann. Da die Mitarbeitenden ihre Umgebung mit Smart Glasses immer noch sehen können, ist dieser Einsatz von AR und KI im Gegensatz zu VR arbeitsschutzrechtlich sicher. Dieses Vorgehen spart personelle Ressourcen in der Prototypenphase, wenn die Kapazitäten der Mitarbeitenden ohnehin bereits oft ausgeschöpft sind. Erst der (fast) fertige Ansatz wird dann für die erweiterte Belegschaft ausgerollt.

2. Größere Akzeptanz durch Einbindung der Mitarbeitenden: Klare Informationen über die Vorteile der Systeme sind wichtig, damit die Belegschaft sie auch gerne nutzt. Verantwortliche müssen etwaige Bedenken in ihren Teams ernst nehmen und zeitig adressieren, wenn etwa Sorgen über die Sicherheit der aufgezeichneten Daten und deren Nutzung bestehen. Anonymität und Datenschutz sind daher zentrale Themen, die es auch mit dem Betriebsrat zu besprechen gilt.

3. Tests mit klar definierten Prozessen: Besonders komplexe Prozesse können für den Test von KI-AR-Systemen ungeeignet sein, wenn das entsprechende Modell zu groß für portable Geräte wäre. Kleine, klar abgegrenzte Prozesse sind für Tests daher oft die bessere Wahl.

Mit diesen Tests in Kombination mit der richtigen Datenbasis und der Einbindung der Mitarbeitenden können Unternehmen im Kampf gegen den Fachkräftemangel bestenfalls gleich mehrfach von den Tools profitieren: Das Know-how bleibt im Unternehmen, Mitarbeitende werden entlastet und die Qualität der Arbeit bleibt unverändert hoch.

Der Autor Thorsten Wujek ist Business Unit Director bei Salt and Pepper.