Wissensmanagementsystem Wissensmanagementsystem für den Werkzeugbau

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Schneider Electric GmbH

PSI Software SE | Business Unit Discrete Manufacturing

Fertigungsunternehmen stehen heute vor der Herausforderung, Erfahrungswissen der Mitarbeiter zu bewahren. Besonders im Werkzeugbau, der spezialisierte und wissensintensive Produkte in kleinen Stückzahlen 
liefert, ist diese Problematik stark ausgeprägt. Verkürzte Produktzyklen, eine zunehmende Produktkomplexität und die interdisziplinäre Zusammenarbeit führen dazu, dass die Ressource Wissen in Werkzeugbaubetrieben wichtiger wird. Abhilfe schafft ein Wissensmanagementsystem. 

Aktuelle Entwicklungen wie der demografische Wandel führen zu einem Mangel an qualifizierten Mitarbeitenden in deutschen Unternehmen. Der demografische Wandel in der deutschen Industrie ist geprägt von einem steigenden Durchschnittsalter der Mitarbeiter und einem damit verbundenen, vermehrten Ausscheiden von erfahrenen, älteren Mitarbeitenden aus den Unternehmen. Infolgedessen geht wertvolles individuelles Erfahrungswissen verloren und die Möglichkeiten für kollaboratives Lernen sowie zur Übertragung von Wissen von erfahrenen auf unerfahrene Mitarbeitende nimmt ab.

Die daraus resultierende Notwendigkeit, Erfahrungswissen zu bewahren, gestaltet sich als eine komplexe Aufgabe, da die Aufnahme dieses Wissens individuell ist und einen hohen Grad an Strukturierung sowie Vernetzung erfordert. Besonders in der Branche Werkzeugbau, welche spezialisierte und wissensintensive Produkte in kleinen Stückzahlen liefert, ist diese Problematik ausgeprägt. Verkürzte Produktzyklen, eine zunehmende Produktkomplexität und die interdisziplinäre Zusammenarbeit in produzierenden Unternehmen führen zusätzlich zu einer steigenden Bedeutung der Ressource Wissen im Werkzeugbau.

Wissensmanagementsystem in den Arbeitsalltag integrieren

Eine Lösung, diesem zunehmenden Wissensverlust entgegenzuwirken, bietet die Einführung von Wissensmanagementsystemen und deren Etablierung in den Arbeitsalltag der Mitarbeiter. Mithilfe von Wissensmanagementsysteme wird Wissen erfasst, gespeichert, organisiert, geteilt und nutzbar gemacht. Häufig sind diese in einer Wissensdatenbank hinterlegt, in die Mitarbeiter ihr Wissen einpflegen. Im Wettbewerb „Excellence in Production“ des WZL Werkzeugmaschinenlabors und des Fraunhofer IPT gaben 56 Prozent Prozent der Unternehmen aus dem Werkzeugbau an, eine entsprechende Wissensdatenbank zu verwenden.

Die aktuell in der Industrie verwendeten Systeme sehen bisher das Speichern und Abrufen von Informationen zu Prozessen und Produkten vor. Jedoch müssen die Informationen einzeln und manuell durch die Mitarbeitenden im System gesucht werden, was mit einem hohen Aufwand verbunden ist. Zur Reduzierung des Suchaufwands sowie für eine vereinfachte und automatisierte Bereitstellung von Informationen bieten sich intelligente Wissensmanagementsysteme an. Diese können Daten und Informationen aus unterschiedlichen Quellen aggregieren und den Mitarbeitenden kontextualisiert bereitstellen.

Kombination von künstlicher Intelligenz und analytischen Methoden

Die Funktionsweise von intelligenten Wissensmanagementsystemen basiert auf Methoden der künstlichen Intelligenz in Kombination mit analytischen Methoden, wie Wissensgraphen und Onthologien. Diese ermöglichen die Vernetzung und Kombination von Informationen, während mithilfe von KI das System erkennen kann, welches Wissen während eines bestimmten Prozesses relevant ist. Zudem ermöglichen KI-Modelle eine verständliche und mitarbeiterspezifische Bereitstellung des Wissens. Ein prominentes Beispiel für ein KI-Modell ist ChatGPT. Es basiert auf der Architektur „Generative Pre-trained“ (GPT), einem Large Language Model zur Generierung von menschenähnlichen Texten zur Vermittlung von Informationen. Dabei werden aus unterschiedlichen Datenquellen Informationen kombiniert und bei Anfrage durch den Mitarbeiter gezielt und anforderungsgerecht als Wissen bereitgestellt.

Hierfür muss die Anfrage der Mitarbeiter als Kontext und die Informationen mathematisch als Vektor abgebildet werden, damit diese von der KI kombiniert werden. Beispielhafte Datenquellen, aus denen die Informationen abgerufen werden, sind PDF- und CAD-Dateien oder das ERP-System. Die Mitarbeiter erhalten auf ihre Anfrage von der KI ohne zusätzlichen Suchaufwand die benötigte Antwort.

Automatisierungsgrad steigern

Weitere Entwicklungen zur Steigerung des Automatisierungsrads des Wissensmanagements in Kombination mit KI sind generative Modelle. Diese Modelle sind in der Lage, selbstlernend und auf Basis von vorhandenen Daten bisher nicht vorhandene Inhalte und Vorschläge zu erzeugen, ohne, dass aktiv danach gesucht werden muss. Generative AI-Modelle, wie Generative Adversarial Networks, bestehen aus zwei neuralen Netzwerken, einem Generator und einem Diskriminator, die in einem Wettkampfmodell arbeiten. Dabei versucht der Generator, realistische Inhalte zu erstellen, während der Diskriminator zwischen echten und generierten Inhalten unterscheidet. Dies bietet in Zukunft die Möglichkeit, den Mitarbeitern optimierte Prozessschritte während der Arbeit in Echtzeit vorzuschlagen, automatisiert Fehler zu erkennen und Lösungsansätze zu generieren.

Wissensmanagementsystem ermöglicht effizienten Wissenstransfer

Der Nutzen von intelligenten Wissensmanagementsystemen für Unternehmen der Werkzeugbaubranche liegt in einem effizienten und vereinfachten Wissenstransfer mit dem Lerneffekte bei den Mitarbeitenden verbessert werden können. Die Mitarbeiter erhalten mit geringem Suchaufwand das im Prozess benötigte Wissen, ohne den Prozess durch Suchzeiten zu unterbrechen. Zusätzlich verbessert ein intelligentes Wissensmanagementsystem den Wissenserhalt im Unternehmen und ermöglicht eine Risikominimierung durch die Vermeidung von Fehlern aufgrund von mitarbeiterspezifischem Wissen zu den Prozessen.

Auf Basis des Nutzens bietet sich für Unternehmen der Branche Werkzeugbau die Chance zur Generierung von Wettbewerbsvorteilen, zum Beispiel durch Abspeichern und Operationalisieren von Kundendaten. Zusätzlich lässt sich auch die Termintreue aufgrund von effizienteren Prozessen steigern und die Durchlaufzeiten in der Werkzeugherstellung reduzieren. Ein intelligentes Wissensmanagementsystem bietet zusätzlich die Chance die Wissenskomplexität zu verringern und das Wissen durch verschiedene Medien und Hilfsmittel, wie AR- und VR-Technologien, abzubilden.

Intelligente Wissensmanagementsysteme bieten in Betrieben des Werkzeugbaus die Möglichkeit, mit kontextualisierten Wissen dem drohenden Wissensverlust entgegenzuwirken und Mitarbeitende in ihren Prozessen zu unterstützen. Die WBA Aachener Werkzeugbau Akademie beschäftigt sich mit der Datenaufnahme und erforscht die Umsetzung und den Nutzen intelligenter Wissensmanagementsysteme. Dabei werden Schnittstellen analysiert und auf generiertes Wissen aus vergangenen Forschungsprojekten zurückgegriffen. Außerdem befasst sich die WBA mit der zukunftsorientierten Sicherung der Wettbewerbsfähigkeit von Werkzeugbaubetrieben am Standort Deutschland.

Die Autoren: Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Boos ist geschäftsführender Gesellschafter der WBA Aachener Werkzeugbau Akademie GmbH; Gerret Lukas, M.Sc, ist Leiter Industrieberatung; Bernd Haase, M.Sc., ist Senior Consultant und Jonas Kenfenheuer, M.Sc., ist Berater, alle bei der WBA Aachener Werkzeugbau Akademie GmbH.