Anomalieerkennung in der Produktion – Ausfälle verhindern und Effizienz steigern

Fehlerhafte Produkte, die falsch zusammengebaut sind oder unerwartete Mängel aufweisen, sind nicht nur ärgerlich, sondern können auch erhebliche Auswirkungen haben. Ein undichter Flansch Knöpfe, die sich nicht betätigen lassen, oder Produkte mit Abweichungen in der Lackierung oder veränderter Oberflächenbeschaffenheit sind nur einige Beispiele für Anomalien in der Fertigung. 

Doch was sind die Folgen solcher Anomalien? Eine falsch platzierte Schraube kann ein Produkt unbrauchbar machen und eine fehlerhafte Lackierung kann zu optischen Mängeln führen. Außerdem kann eine  veränderte Luftfeuchtigkeit in der Produktionshalle das Material des Produkts beeinträchtigen, wodurch der Sicherheitsstandard des Produkts sinkt.

Abweichungen von den erwarteten Produktionsraten, Qualitätsprobleme bei Produkten oder Unregelmäßigkeiten im Verhalten von Maschinen sind klassische Beispiele für Anomalien in der Fertigung. Zum Beispiel können plötzliche Temperaturschwankungen während des Herstellungsprozesses auf eine Fehlfunktion der Anlage hinweisen. 

Im Energiesektor können Anomalien auf Probleme mit der Geräteleistung, ungewöhnliche Verbrauchsmuster oder potenzielle Ausfälle bei der Stromerzeugung hinweisen, wie zum Beispiel plötzliche Anstiege oder Abfälle im Energieverbrauch, die auf Lecks oder Ineffizienzen in den Verteilungssystemen hindeuten.

Im Finanzdienstleistungssektor können ungewöhnliche Datenmuster in Transaktionsdaten auf Betrug, Geldwäsche oder unerwartete Marktbewegungen hinweisen. Das Erkennen und Analysieren dieser Anomalien ist von zentraler Bedeutung, um Risiken zu minimieren und Effizienz sowie Sicherheit in den verschiedenen Branchen zu gewährleisten.

Herausforderungen bei der klassischen Anomalieerkennung

• Regelbasierte Ansätze können kaum mit der zunehmenden Komplexität der Systeme und dem wachsenden Datenvolumen Schritt halten, was ihre Skalierbarkeit erschwert.
• Das manuelle Festlegen von Regeln ist zeitaufwändig und fehleranfällig.
• Die Analyse hochdimensionaler und dynamischer Daten ist äußerst komplex.
• Statische Methoden versagen oft bei der Anpassung an sich ändernde Umgebungen, was zu einer hohen Anzahl von Fehlalarmen führt.
• Häufige Fehlalarme führen dazu, dass Betreiber Systemwarnungen ignorieren, was den Bedarf an enger Zusammenarbeit mit Experten zur Entwicklung effektiver Systeme unterstreicht.

Im Zeitalter der Globalisierung ist eine effiziente Prozessplanung ein Wettbewerbsvorteil in der industriellen Fertigung. Selbst kurze Produktionsunterbrechungen oder Verzögerungen in der Logistik können nachgelagerte Prozessschritte und Produktionszyklen verlangsamen und die Betriebskosten erhöhen. In Branchen wie der Halbleiterfertigung machen Verluste durch defekte Produkte etwa 20-30% der Produktionskosten aus.

Darüber hinaus führen Betriebsunterbrechungen zu: geringeren Lagerbeständen; Lieferengpässen; längeren Lieferzeiten, die sich negativ auf die gesamte Lieferkette auswirken.

Lieferverzögerungen können zu: teuren Strafgebühren; verminderter Kundenzufriedenheit führen. Letztendlich können Anomalien dazu führen, dass die Produktion zum Stillstand kommt.

KI-gesteuerte Ansätze bieten effiziente Lösungen. Durch maschinelles Lernen und fortschrittliche Algorithmen kann KI skalierbare Systeme zur Anomalieerkennung bereitstellen, die sich automatisch an neue Datenmuster anpassen. Mit maschinellem Lernen reduzieren Sie den Bedarf an manuellen Eingriffen und senken die Anzahl der Fehlalarme.

Die proaktive Erkennung von Anomalien mithilfe von KI kann die Ausschussrate minimieren und die Ausfallzeiten in der Produktion erheblich reduzieren. Dies führt zu einer höheren Auslastung der Fertigungsanlagen und verringerten Lieferengpässen. Das Ergebnis der automatisierten Anomalieerkennung: weniger Ausfallzeiten in der Produktion, direkte Kosteneinsparungen und höhere Rentabilität.

Eine der größten Herausforderungen bei der Implementierung KI-basierter Anomalieerkennung ist die nahtlose Integration in bestehende Systeme. Dies erfordert Kompatibilität mit vorhandenen Systemen sowie verschiedenen Hardware- und Softwarekonfigurationen. 

Der erfolgreiche Einsatz von KI in diesem Umfeld setzt eine umfassende Schulung des für Betrieb und Wartung verantwortlichen Personals voraus, da das Team die technischen Aspekte der Algorithmen verstehen und die gewonnenen Erkenntnisse interpretieren und umsetzen muss.

Mit der nahtlosen Integration von KI-basierter Anomalieerkennung in bestehende Manufacturing Execution Systems (MES) können Unternehmen ihre Betriebseffizienz verbessern und Ausfallzeiten um bis zu 20% reduzieren.

Darüber hinaus wirkt sich die KI-basierte Anomalieerkennung und -reduktion positiv auf die Produktsicherheit (Qualität und Haltbarkeit) sowie die Sicherheit in der Fertigung (insbesondere in der Chemie- und Ölindustrie) aus, einschließlich Arbeitssicherheit, Mitarbeiterschutz und Umweltschutz. Letzterer spielt eine zunehmend wichtige Rolle bei gesetzlichen Vorgaben zur Verhinderung von Arbeitsunfällen und dem Umweltschutz.

Einer der größten Vorteile der KI-basierten Anomalieerkennung ist ihre Skalierbarkeit mit wachsenden Datenmengen und -arten, was manuelle Systeme nicht schaffen können. Durch die Reduzierung menschlicher Fehler verbessern Sie die Präzision und sparen wertvolle Zeit im gesamten Fertigungsprozess.

Darüber hinaus gewährleistet die KI-basierte Anomalieerkennung die Einhaltung strenger Datenschutzstandards und regulatorischer Anforderungen. Die Datenkontrolle verbleibt vollständig in den Systemen des Kunden und garantiert damit sichere und datenschutzkonforme Betriebsabläufe.