Optimierung von Konstruktion und mechanischer Bearbeitung mithilfe von KI-Anwendungen.

Künstliche Intelligenz (KI) entwickelt sich zu einem Schlüsselfaktor für die Umstrukturierung der Maschinenbauindustrie. Sie bietet zwar effektive Lösungen, stellt die vietnamesische Maschinenbauindustrie aber auch vor neue Herausforderungen, denen sie sich stellen und an die sie sich anpassen muss, um bahnbrechende Innovationen zu erzielen.

Betrieb einer mechanischen Bearbeitungslinie bei Tomerco An Khang Company, Industriegebiet Ngoc Liep ( Hanoi ). (Foto: TUỆ NGHI)

Künstliche Intelligenz (KI) ist mehr als nur ein Hilfsmittel; sie treibt Innovationen voran und hilft, die Grenzen traditioneller Konstruktions- und Fertigungsmethoden zu überwinden. Während sich der vietnamesische Maschinenbau bisher hauptsächlich auf Automatisierung und numerische Steuerung stützte, geht der Trend nun deutlich in Richtung intelligenter, autonomer Fertigung. Hierbei können Maschinen, Roboter, Sensorsysteme und intelligente Steuerungssysteme, integriert mit KI, Entscheidungen treffen, Prozesse optimieren und sich an reale Produktionsbedingungen anpassen.

Dr. Nguyen Lac Hong, Vizepräsident des vietnamesischen Verbandes für Maschinenbau, wies darauf hin, dass Technologien wie Big Data, das Internet der Dinge (IoT), Industriedesign und digitale Modelle einen tiefgreifenden Wandel in der Konstruktion und Fertigung von Maschinenbauteilen bewirkt haben. Mithilfe von maschinellem Lernen werden verschiedene Optionen präsentiert und anhand von Kriterien wie Haltbarkeit, Produktionskosten oder Gewicht bewertet, bevor die optimale Lösung vorgeschlagen wird. Dies ist besonders nützlich in Branchen, die hohe Präzision erfordern, wie der Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Robotik- und Maschinenbauindustrie. In der mechanischen Bearbeitung wird künstliche Intelligenz direkt in CNC-Systeme (Computer Numerical Control) integriert, um den Zerspanungsprozess in Echtzeit zu optimieren.

Technologien wie Big Data, das Internet der Dinge (IoT), Industriedesign und das Modell des „digitalen Zwillings“ haben zu einem dramatischen Wandel in der Art und Weise geführt, wie mechanische Konstruktion und Fertigung durchgeführt werden.

Dr. Nguyen Lac Hong, Vizepräsident des vietnamesischen Verbandes für Maschinenbau

Ein Paradebeispiel ist das FANUC Intelligent Edge Link & Drive (FIELD)-System, das KI und IoT kombiniert, um Daten von mehreren CNC-Maschinen zu synchronisieren, den Betriebszustand zu analysieren und Fehler automatisch vorherzusagen, bevor sie auftreten. Dadurch trägt die KI dazu bei, die Schnittleistung in der Serienfertigung um 10–20 % zu steigern und die Rüstzeiten um 40 % zu reduzieren. Das System unterstützt außerdem die adaptive Steuerung, indem es aus vergangenen Daten lernt, um optimale Bearbeitungsbedingungen für Werkstoffe wie Titan oder Aluminiumlegierungen zu ermitteln.

Dr. Vu Duong (Duy Tan Universität) erläuterte den Einsatz von KI im Maschinenbau: KI wird zur Optimierung von Konstruktion, Fertigungsprozessen, Qualitätskontrolle, Wartungsprognosen und der Entwicklung neuer Materialien eingesetzt und steigert so Produktivität, Genauigkeit und Gesamteffizienz. Darüber hinaus lassen sich Bearbeitungsparameter wie Schnittgeschwindigkeit und Vorschub flexibel anpassen, um optimale Effizienz zu erzielen. Das System analysiert mithilfe von Kameras und KI-Algorithmen Produktoberflächen und erkennt Defekte wie Risse, Verformungen oder Maßabweichungen.

Trotz ihres großen Potenzials steht die Anwendung von KI in der vietnamesischen Maschinenbauindustrie derzeit vor zahlreichen Herausforderungen. Laut Dr. Dinh Van Chien, Direktor des Instituts für Maschinenbau, Automatisierung und Umwelt, erfordert die Nutzung des KI-Potenzials erhebliche Kosten und Ressourcen: Investitionen in den Aufbau einer KI-Infrastruktur, spezialisierte Software sowie die Rekrutierung und Schulung von Fachkräften. Zudem kann der Bedarf an Hochleistungsrechnern die Betriebskosten erhöhen und kontinuierliche Investitionen in Rechenressourcen und deren Wartung notwendig machen.

Derzeit befindet sich der Einsatz von KI noch im experimentellen Stadium, hauptsächlich in Großkonzernen und Forschungsinstituten. Über 90 % der Maschinenbauunternehmen, insbesondere kleine und mittlere Unternehmen, verfügen noch nicht über die Ressourcen, KI flächendeckend in der Produktion einzusetzen. Die größte Herausforderung besteht darin, dass Produktionsdaten nicht digitalisiert und synchronisiert sind. Daten von Bearbeitungsmaschinen, Messgeräten oder Konstruktionssoftware sind nach wie vor verstreut oder werden nicht nach einem einheitlichen Standard gespeichert. Dadurch fehlen KI-Modellen Trainingsdaten, was die Erzielung hoher Genauigkeit erschwert.

Die nationale Strategie für KI-Forschung, -Entwicklung und -Anwendung bis 2030 nennt den Maschinenbau und die Fertigung als einen der Prioritätsbereiche. KI ist und wird ein zentrales Element der Umgestaltung der vietnamesischen Maschinenbauindustrie sein und den Wandel von einem erfahrungsbasierten zu einem datengesteuerten und KI-gestützten Konstruktionsmodell einleiten.

Darüber hinaus herrscht ein Mangel an interdisziplinären Fachkräften; Ingenieure mit umfassenden Kenntnissen in Maschinenbau, KI und numerischer Simulation sind rar. Intelligente Fertigungssysteme benötigen hingegen technisches Fachpersonal, das in der Lage ist, Anlagen mit integrierten Sensoren, Algorithmen für maschinelles Lernen und numerischen Modellen zu bedienen und zu warten. Viele intelligente Maschinen werden derzeit zu hohen Kosten importiert. Die in importierte Maschinen integrierte KI arbeitet oft wie eine „Black Box“, was die Anpassung an die heimischen Produktionsbedingungen erschwert. Heimische Unternehmen beherrschen den Umgang mit KI-integrierten Sensormodulen, Datenerfassungssystemen und Simulationssoftware noch nicht.

Die nationale Strategie für KI-Forschung, -Entwicklung und -Anwendung bis 2030 identifiziert Maschinenbau und Fertigung als einen der Prioritätsbereiche. KI ist und wird ein zentrales Element der Umgestaltung der vietnamesischen Maschinenbauindustrie sein und den Wandel von einem erfahrungsbasierten zu einem datengesteuerten und KI-gestützten Konstruktionsmodell vorantreiben. Dies ist nicht nur eine technologische Richtung, sondern auch eine strategische Aufgabe für die Maschinenbauindustrie im Zeitalter der digitalen Transformation und trägt zum Fortschritt Vietnams hin zu einer intelligenten, autarken und global wettbewerbsfähigen Fertigung bei.

Laut Experten im Maschinenbau erfordert dies jedoch eine strategische und abgestimmte Lösung. Zunächst muss ein nationales, digitalisiertes Datenarchiv für den Maschinenbau aufgebaut werden, das Konstruktions-, Bearbeitungs-, Simulations- und Sensordaten umfasst. Dieses Datenarchiv dient als Plattform für das Training von KI-Modellen und ermöglicht so eine breitere Anwendung der Technologie.

Gleichzeitig ist es notwendig, die interdisziplinäre Ausbildung in Maschinenbau, Elektronik und KI zu fördern und Hochschulen und Unternehmen zu vernetzen, damit Ingenieure die Möglichkeit erhalten, an realen Produktionslinien zu arbeiten. Darüber hinaus muss die Lokalisierung intelligenter Maschinenbauprodukte vorangetrieben werden. Die Entwicklung von Software zur Steuerung von Bearbeitungsmaschinen, Bildverarbeitungssystemen oder digitalen Repliken („Make in Vietnam“) wird Unternehmen helfen, Kosten zu senken und die Kontrolle über die Technologie zu erlangen. Weiterhin ist es notwendig, die Forschungskooperation zwischen Instituten, Universitäten und Unternehmen zu stärken, um ein intelligentes Maschinenbau-Ökosystem zu schaffen und so die Voraussetzungen für die Erprobung und Optimierung von Technologien vor der Markteinführung zu gewährleisten.

QUANG MINH

Quelle: https://nhandan.vn/toi-uu-hoa-thiet-design-gia-cong-co-khi-tu-ung-dung-ai-post929960.html