Wissensgraphen für die Industrie 4.0

Mit vernetzten Daten zu intelligenteren Prozessanalysen und vertrauenswürdigerer Elektronik

Die digitale Fabrik von Morgen wird sich zunehmend eigenständiger organisieren und auch vermehrt automatisiert bzw. selbstständig auf Störungen reagieren können. Um dies möglich zu machen, braucht es aber viele unterschiedliche und maschinenlesbare Daten. Dafür entwickelt unsere Arbeitsgruppe für Supply Chain Services sogenannte Wissensgraphen. Diese »Knowledge Graphs« verknüpfen mit Künstlicher Intelligenz (KI) Daten aus unterschiedlichen Quellen zu einem großen Datenpool. Mit dieser Technologie lassen sich Daten nicht nur repräsentieren; solche KI-basierte Wissensgraphen ermöglichen auch vorausschauende Analysen. Mit KI kann in einem solchen Datenraum beispielsweise vorausschauend analysiert werden, welcher Zeitpunkt für eine Reparatur geeignet ist, damit anstehende Aufträge bedarfsgerecht abgearbeitet werden können.

»AI-Nalyze« – intelligente Analyse von Produktionsprozessen in Echtzeit 

Eine Störung erfolgt oft zu einem ungünstigen Zeitpunkt. Im Projekt »AI-Nalyze« soll eine intelligente Prozessanalyse mit KI aus vorherigen Störungen lernen, um dann in Echtzeit zukünftige voraussehen zu können. Für das Gerätewerk der Siemens AG in Amberg arbeiten wir zusammen mit der Trevisto AG an transparent abgebildeten Prozessen, um so Steuerungs- und Verbesserungsmöglichkeiten zu finden. Daten wie Maschinen-Drehzahl, Stromverbrauch oder welche Werkstücke gerade im Einsatz sind, werden automatisch aufgezeichnet – ebenso wie Störungen. Aus diesen Smart-Factory-Daten sollen dann Prozesse in Echtzeit optimiert werden, indem eine KI zum Beispiel einen optimalen Zeitpunkt für eine Wartung vorschlägt – bevor ein Schaden entsteht. Der zugrunde liegende Wissensgraph ermöglicht erst die Verknüpfung der verschiedenen Datenquellen und liefert damit den jeweiligen Systemkontext zu einzelnen Datenpunkten, den die KI dann mitberücksichtigen kann.

»Welektronik« – ein Wiki für Elektronik-Hardware ohne Sicherheitslücken

Eine Backdoor ist eine in Elektronik-Hardware unerwünscht eingebaute Hintertür, mit der Hacker Sicherheitssysteme umgehen, um z. B. Firmennetzwerke auszuspionieren. Damit vertrauenswürdige Lieferanten von der deutschen Mikroelektronik-Industrie sicher erkannt werden, entwickeln wir im Rahmen eines Fraunhofer-weiten Konsortialprojekts zu vertrauenswürdiger Elektronik (»Velektronik«) eine neue Software. Mit Wissensgraphen als Datenbasis bauen wir als Zwischenschritt »Welektronik« auf, ein offenes, kollaboratives Wiki zur Beschreibung von Liefernetzen und zur Analyse auf deren Vertrauenswürdigkeit hin. Die Daten hierfür werden aus öffentlichen Quellen wie Wikidata oder den Webseiten von Herstellern gewonnen, können aber auch von den Beteiligten der Lieferkette selbst eingepflegt werden.