KI-gestützte Produktionsplanung einer Eisengießerei

Das Umsetzungsprojekt bestand aus mehreren Online-Treffen, einer Besichtigung, zwei Workshops sowie einer dreiwöchigen Anwesenheit vor Ort. Während des dreiwöchigen Aufenthalts bekam der KI-Trainer einen Arbeitsplatz im Auftragszentrum / der Produktionsplanung, um die Planung live mitverfolgen zu können. Dank diverser Workshops – sowohl online als auch in Präsenz, einem längeren Aufenthalt vor Ort, inkl. einer Vielzahl an Treffen mit unterschiedlichen Experten (u. a. mit Produktionsleitern), konnte der KI-Trainer die Planung live mitverfolgen und ein tiefergreifendes Verständnis der Prozessumgebung aufbauen.

Der erste Workshop dauerte insgesamt 8 Stunden und war in zwei Einheiten aufgeteilt: die Erstellung einer Roadmap und die Erarbeitung eines Lastenhefts. Zur Erstellung der Roadmap wurde das an der TUHH entwickelte MOIN-KI-Schema verwendet. Zu Anfang wurde ein Brainstorming durchgeführt, bei dem alle Anwesenden – ca. 20 – alle Themen aufschreiben sollten, die sie als unternehmensrelevant erachteten. Es gab keine Beschränkungen – explizit sollten auch Dinge aufgeschrieben werden, die nicht mit KI lösbar sind. Es war zwar klar, dass diese innerhalb dieses Workshops und Projekts nicht behandelt werden würden, doch es sollte keinerlei Einschränkungen im Kreativprozess geben. Anschließend wurden die Themen geclustert, die Cluster benannt und Ideen gesammelt, wie die identifizierten Problembereiche mit KI gelöst werden könnten. Dabei wurden innovative Ideen entwickelt, wie z.B. Produktionsmitarbeiter mittels VR-Brillen anzulernen, die ihnen in der Produktion mitteilen, was sie zu tun haben. Diese als „Guided Strangguss“ benannte Maßnahme wurde von seinem Vordenker mit einer bekannten Küchenhilfe verglichen: sowie mit einer Küchenhilfe jeder kochen könne, sollte auch jeder mit der VR-Brille Stränge ziehen können. Anschließend wurden die so entworfenen Ideen ebenfalls gesammelt und geordnet. Alles, was parallel eingeführt werden konnte, wurde parallel angebracht, wenn Projekte auf dieselben (personellen) Ressourcen zugreifen mussten, wurde hierarchisch priorisiert. Einige Themen wurden nicht priorisiert, da sie auf die entfernte Zukunft verschoben wurden.

Nachdem die grobe Struktur stand, war es Zeit, auf die Feinplanung des eigentlichen Projekts – der KI-gestützten Produktionsplanung – einzugehen. Auch dazu wurde das MOIN-KI-Schema herangezogen. Da eine hausinterne IT vorhanden ist, fiel die Entscheidung auf eine hybride Anschaffungslösung: Das Programm sollte von Externen entwickelt, aber intern begleitet werden. Auf diese Weise sollte sichergestellt werden, dass Anpassungen und Wartungsarbeiten zügig vor Ort durchgeführt werden können. Des Weiteren wurden Zuständigkeiten für die Datenpflege besprochen: Aktuell befindet sich die Produktionsplanung im Auftragszentrum, die für das KI-System notwendigen Daten werden jedoch in der Arbeitsvorbereitung gepflegt. Eine Verschiebung der Verantwortlichkeit von Arbeitsvorbereitung zu Auftragszentrum wäre sinnvoll, würde die ohnehin stark belastete Produktionsplanung aber weiter unter Druck setzen. Im Falle einer deutlichen Arbeitserleichterung durch das KI-System könnte dies wiederum sinnvoll sein. Die Entscheidung über die Zuständigkeit der Datenpflege wurde daher auf die Zeit bis zum KI-Einsatz vertagt. Darüber hinaus wurde darauf hingewiesen, dass bestimmte Daten derzeit nur in Textform und einem Fall sogar nur im Kopf der Planer verfügbar sind. Diese Daten müssen strukturiert erfasst und digitalisiert werden, damit ein Programm auf sie zugreifen kann.

Nachdem das Konzept stand und so weit wie möglich ausgearbeitet war, ging der Workshop in die finale Phase: die Destruktive Methode. Die Teilnehmer hatten die Aufgabe, Ideen zu generieren, die – im Rahmen des praktisch umsetzbaren – das Projekt zu Fall bringen könnten. Diese Technik setzt nicht nur eingehegte destruktive Kräfte frei, was Spaß bereitet, sie fördert auch versteckte Informationen zutage. So kam auf diese Weise heraus, dass der Vorgänger des aktuellen Geschäftsführers bereits ein vergleichbares Projekt angestoßen hatte, das jedoch ohne Resultat, dafür mit hohen Kosten versandete. Die Destruktive Methode förderte auch gleichzeitig die Gründe dafür zutage: der IT-Dienstleister saß in Indien und neben der sprachlichen und fachlichen Barriere kam zusätzlich der Zeitzonenunterschied hinzu.

Im zweiten Teil des Workshops wurde eine erste Version eines Lastenhefts erarbeitet. Das Lastenheft umfasste die in der dreiwöchigen Anwesenheit gemeinsam mit den Mitarbeitern zusammengetragenen Restriktionen, die das Planungsmodul zu berücksichtigen hat, und stellt somit das Herzstück der Ergebnisse dar.

In den Monaten nach diesem Workshop wurde der Stranggussplanungsdemonstrator in Zusammenarbeit mit der Produktionsplanung entwickelt. Dabei stellte sich heraus, dass es bei den vor Ort aufgenommenen Restriktionen trotz aller Nachfragen dennoch zu Missverständnissen und Ungenauigkeiten kam. Nach mehreren Iterationen konnte das Expertensystem, das alle für den Strangguss relevanten Regeln als maschinenlesbaren Code festhielt und bei Verletzung dieser entsprechende Fehlermeldungen ausgab, erfolgreich fertiggestellt werden. Des Weiteren wurde das Lastenheft in Kooperation mit der HAW Hamburg weiter verfeinert sowie an die VDI/VDE-Richtlinien angepasst.

Im finalen Workshop wurde den Verantwortlichen im Unternehmen der fertige Stranggussdemonstrator sowie das aktualisierte Lastenheft präsentiert. Im Rahmen dieses Workshops wurden noch letzte minimale Anpassungen an das Lastenheft vorgenommen. Mit der anschließenden Übergabe des Demonstrator-Skripts und der finalen Version des Lastenhefts wurde das Projekt erfolgreich abgeschlossen.