Sogenannte selbstorganisierende Karten veranschaulichen das Verhalten eines Fertigungsprozesses: Den Tälern entsprechen abgrenzbare Zustände. Erzeugt werden diese Karten von einem neuronalen Netz mittels eines unüberwachten Lernvorgangs auf Basis von Sensordaten, ohne dass eine Modellvorstellung des Prozesses einfließt.

Sogenannte selbstorganisierende Karten (Kohonen-Karten) veranschaulichen das Verhalten eines Fertigungsprozesses: Den Tälern entsprechen abgrenzbare Zustände. Erzeugt werden diese Karten von einem neuronalen Netz mittels eines unüberwachten Lernvorgangs auf Basis von Sensordaten, ohne dass eine Modellvorstellung des Prozesses einfließt. Fraunhofer IOSB

Das Kompetenzzentrum verfügt über das Expertenwissen dreier Institute am Standort Karlsruhe: des Fraunhofer-Instituts für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung (Fraunhofer IOSB) als federführende Organisation, des FZI Forschungszentrum Informatik und des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT). Mit der gerade entstehenden Karlsruher Forschungsfabrik (sie soll 2021 in Betrieb gehen) und dem Testfeld Autonomes Fahren Baden-Württemberg entstehen beziehungsweise gibt es passende Reallabore für die Anwendungsfelder industrielle Produktion und Mobilität.

Der Grund, dieses Angebot zur Hilfestellung für Produktionsunternehmen zu schaffen, ist naheliegend: „Auch hoch innovativen Mittelständlern mangelt es oft an KI-Kompetenz“, erklärt Prof. Jürgen Beyerer, der als wissenschaftlicher Direktor des Kompetenzzentrums für KI-Engineering (CC-King) fungiert und zudem Institutsleiter des Fraunhofer IOSB und Professor am KIT ist. „Diese Lücke lässt sich schwer schließen, weil KI-Experten rar und zudem mit den typischen Anwendungsdomänen in der Regel nicht vertraut sind“, so Beyerer. Deshalb biete das CC-KING Unternehmen konkrete Unterstützung an. Firmen können beispielsweise sogenannte QuickChecks oder TransferChecks in Anspruch nehmen. Eine Beratungsstelle sowie ein KI-Engineering-Lernlabor für die Schulung von Unternehmensmitarbeitern sind in Aufbau. Interessierte Unternehmen können aber schon jetzt Kontakt mit dem Koordinationsbüro des Kompetenzzentrums aufnehmen, telefonisch unter der Nummer 0721/6091-290 oder per E-Mail unter kompetenzzentrum@ki-engineering.eu.

Sicherer und methodischer Einsatz von KI-Technologien

‚KI-Engineering‘ zu verwirklichen, ist die weitere Zielsetzung des Kompetenzzentrums. Gemeint ist damit, dass die Techniken der KI und des maschinellen Lernens (ML) ingenieurmäßig geplant und genutzt werden können, vergleichbar mit dem klassischen Engineering. Das ist bislang kaum möglich. Die Wissenschaftler sollen deshalb ein Standard-Vorgehensmodell für KI-Engineering entwickeln, damit KI-Technologien in großen und heterogenen Teams zielsicher eingesetzt werden können. Bislang fehlt es nämlich an Verfahren und Entwicklungswerkzeugen, die einen sicheren und methodischen Einsatz von KI- und ML-Techniken ermöglichen, die das Verhalten der Systeme planbar und ihre Entscheidungen nachvollziehbar machen.

Die Wissenschaftler müssen dabei aber nicht bei Null anfangen. Im Rahmen des abgeschlossenen, Fraunhofer-internen Leitprojekts ‚ML4P – Machine Learning for Production‘ haben sie bereits ein tool-gestütztes Vorgehensmodell für KI-Engineering in der industriellen Produktion entwickelt. Damit lassen sich KI-Verfahren planbar und wiederholbar zur Anwendung bringen. Allerdings sind die KI-Verfahren häufig nur ein Bruchteil der technischen Gesamtlösung. Nun geht es also darum, die Gesamtlösung planbar zu machen.