Drei Fragen an Prof. Dr.-Ing. Matthias Weigold Physical AI: Auf dem Weg zur autonomen Fabrik

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Wie verändert AI die Produktion? Prof. Dr.-Ing. Matthias Weigold von der TU Darmstadt erklärt, wie Physical AI, Digitale Zwillinge und menschliche Expertise die Fabrik der Zukunft prägen.

Wo klassische Automatisierung an ihre Grenzen stößt, eröffnet Physical AI neue Perspektiven für eine anpassungsfähige Produktion. Welche Potenziale damit verbunden sind und wie weit die Entwicklung bereits ist, beleuchtet das Kurzpapier „Physical AI in der Industrie: Der Schlüssel zur autonomen Fabrik?“ des Forschungsbeirats Industrie 4.0.
Was bedeutet das für die industrielle Praxis? Prof. Dr.-Ing. Matthias Weigold, Mitglied des Forschungsbeirats Industrie 4.0 und Leiter des Instituts für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen an der TU Darmstadt, erläutert im Interview die Chancen von Physical AI, die Rolle Digitaler Zwillinge und die Veränderungen für die Zusammenarbeit von Mensch und Maschine.

DM: Was ist Physical AI und welche Chancen bietet sie für die Industrie?

Prof. Dr.-Ing. Matthias Weigold: Physical AI bringt Künstliche Intelligenz aus der digitalen Welt direkt in die Produktion. Maschinen und Anlagen können ihre Umgebung wahrnehmen, Zusammenhänge verstehen, Entscheidungen treffen und selbstständig auf Veränderungen reagieren. Damit werden Produktionssysteme nicht nur automatisiert, sondern zunehmend lernfähig und autonom.
Für die Industrie eröffnet das enorme Chancen: Produktionsanlagen können flexibler auf neue Produkte reagieren, Energie effizienter und flexibel nutzen, Qualitätsabweichungen frühzeitig erkennen und Prozesse kontinuierlich optimieren. Physical AI ist damit ein entscheidender Schritt auf dem Weg von der klassischen Automatisierung hin zur autonomen Fabrik.

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DM: Wie hängt Physical AI mit dem Digitalen Zwilling und Industrie 4.0 zusammen?

Prof. Dr.-Ing. Matthias Weigold: Physical AI baut auf den Grundlagen von Industrie 4.0 auf. Industrie 4.0 hat Maschinen, Anlagen und Produktionsprozesse digital vernetzt und damit die Datenbasis geschaffen. Der Digitale Zwilling verbindet diese Daten mit physikalischen Modellen, Prozesswissen und Echtzeitinformationen zu einem virtuellen Abbild der realen Anlage.
Dieses virtuelle Abbild wird zur Trainings- und Entwicklungsumgebung für Physical AI. Dort kann die KI neue Strategien sicher erlernen, Millionen von Szenarien simulieren und Entscheidungen testen, bevor sie auf die reale Maschine übertragen werden.
Im übertragenen Sinne kann der Digitale Zwilling wie ein Flugsimulator betrachtet werden. Zunächst trainieren wir in einer sicheren virtuellen Umgebung, ehe wir mit den neuen Regelmechanismen auf die reale Maschine übergehen.

DM: Wie wird sich der Arbeitsalltag durch Physical AI und die Zusammenarbeit von Mensch und Maschine verändern?

Prof. Dr.-Ing. Matthias Weigold: Physical AI macht Produktionssysteme lernfähig und zunehmend autonom. Es geht jedoch nicht um die menschenleere Fabrik. Es geht um eine Fabrik, in der Menschen und intelligente Maschinen besser zusammenspielen, indem sie ihre jeweiligen Stärken optimal miteinander verbinden.Der Mensch bleibt verantwortlich. Er definiert Ziele, gibt Rahmenbedingungen vor, bewertet Ergebnisse und trifft Entscheidungen in außergewöhnlichen Situationen. Dadurch verändert sich die Rolle der Mitarbeitenden. Sie werden weniger Zeit für das Steuern einzelner Maschinen aufwenden und sich stärker auf Prozessgestaltung und Problemlösung konzentrieren. Die Mensch-Technologie-Interaktion wird zu einem der wichtigsten Erfolgsfaktoren der nächsten Generation industrieller Produktion.