Mit Hilfe kroatischer KI wird das Geschäft der Zukunft geleitet

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FSB ESARP

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—Der widerstandsfähigste Teil der globalen Wirtschaft besteht aus Produktionsunternehmen. Sie sind das Rückgrat jeder gesunden Wirtschaft, aber um im globalen Markt zu überleben, müssen sie zahlreiche Herausforderungen meistern. Zu den größten gehören die Erreichung hoher Effizienz in der Produktion und den Abläufen, die Aufrechterhaltung der Wettbewerbsfähigkeit und die ständige Anpassung an Innovationen. Innovationen sind genau das, was Produktionsunternehmen am besten befähigen kann, mit dem unerbittlichen Wettbewerb auf dem Markt Schritt zu halten.

Heute ist es unmöglich, in die Geschäftszukunft zu blicken, ohne künstliche Intelligenz (KI), die bereits auf vielen Ebenen der Abläufe von Produktionsunternehmen eingesetzt wird. Es gibt jedoch keine künstliche Intelligenz, die alle Geschäftsprozesse vereinheitlichen, interdependente Entscheidungen über jeden Prozess hinweg treffen und dann Lösungen für komplexe operative und strategische Probleme anbieten kann. Dennoch könnte eine solche Lösung bald existieren, und sie wird von Experten des Instituts für industrielle Ingenieurwissenschaften an der Fakultät für Maschinenbau und Schifffahrt (FSB) in Zagreb betreut werden.

Erklärbare künstliche Intelligenz

Das Forschungsteam von Assistenzprofessor Miro Hegedić, zu dem Dr. Mihael Gudlin, ein Experte für Computer Vision, sowie die Forscher Matija Golec und Petar Gregurić gehören, die derzeit Forschung im Zusammenhang mit ihrer Doktorarbeit zu diesem Thema durchführen, ist am meisten an der Entwicklung dieses Produkts beteiligt und leitet das daraus resultierende Spin-off-Unternehmen. Im vergangenen Jahr begannen sie mit der ersten Entwicklung des ESARP-Projekts, eines Expertensystems für das autonome Management von Geschäftsprozessen in Produktionsunternehmen. Diese Lösung basiert auf der Entwicklung von erklärbarer künstlicher Intelligenz (XAI), die ihre Entscheidungen, Schlussfolgerungen oder Empfehlungen klar erklären kann und das Management und die operative Entscheidungsfindung in sieben ausgewählten Geschäftsbereichen von Produktionsunternehmen ermöglicht: Forschung und Entwicklung, Marketing und Vertrieb, Personalwesen, Beschaffung, Produktion, Logistik und Finanzen.

Mit Hilfe von ESARP werden verschiedene Szenarien vorhergesagt und Entscheidungen bezüglich des Managements von Geschäftsprozessen getroffen, was das Risiko von Subjektivität, Unerfahrenheit, dem Übersehen des größeren Bildes oder Unkenntnis der Entscheidungsträger verringern sollte. Da es einfacher ist, als Unternehmen und nicht als Institution auf dem Markt zu agieren, haben Wissenschaftler das oben genannte Spin-off-Startup-Unternehmen gegründet, eines der ersten seiner Art auf dem kroatischen Markt. Das Potenzial wurde frühzeitig erkannt und von Impuls Consulting Ltd. unterstützt, das auf die Finanzierung von Innovationsprojekten spezialisiert ist.

Teilnahme an Wettbewerben

Das Projekt wurde auch zur Beantragung von nicht rückzahlbaren Mitteln gemäß dem Aufruf des Ministeriums für Wissenschaft und Bildung für ‚Start-up/Spin-off-Unternehmen junger Forscher‘ eingereicht, das insgesamt 5.043.466 Euro wert ist. Der Wettbewerb sieht vor, dass ein einzelnes Projekt mindestens 66.000 Euro und maximal 200.000 Euro erhalten kann, und eine solche finanzielle Einspritzung kann sich erheblich auf den Wissenstransfer von wissenschaftlichen Institutionen in den privaten Sektor auswirken. Solche Wettbewerbe und finanzielle Anreize ermöglichen es jungen Forschern, ihre Ideen in die Realität umzusetzen und somit die weitere Entwicklung der kroatischen Wirtschaft zu beeinflussen.

– Wir warten derzeit auf die Ergebnisse des Wettbewerbs zur Unterstützung von Forschung und Entwicklung, der es uns ermöglichen wird, den ersten vollständig autonomen sogenannten ‚Wasser-Spider‘ zu entwickeln. Dies ist ein kollaborativer Roboter, der für manuelle Arbeiten eingesetzt wird, wenn die Arbeiter überlastet sind, und einen Teil der Last übernimmt. Wir werden jedoch mehr darüber sagen können, wenn uns die Finanzierung gewährt wird und das System vollständig entwickelt ist – erklärt Assistenzprofessor Hegedić.

Darko Liović, CEO von Impuls Consulting, betont, dass er seit Jahren mit dem Team von Miro Hegedić zusammenarbeitet und mit den bisher erzielten Ergebnissen sehr zufrieden ist. Viele Kunden von Impuls Consulting haben mit FSB zusammengearbeitet, fügte er hinzu, und alle möchten wieder zusammenarbeiten.

– Als Petar Gregurić und Miro Hegedić mit einem ‚Pitch‘ für ein autonomes Managementsystem für Produktionsunternehmen auf uns zukamen, erkannte ich sofort das Potenzial. Primär aus geschäftlicher Sicht, da ich glaube, dass es ein kommerziell tragfähiges Unternehmen sein kann, aber auch, weil ich in einem Doktoratsprogramm an der FSB eingeschrieben bin und mich mit diesem Bereich beschäftige. Wir haben ihnen bei der Bewerbung für den Spin-off-Wettbewerb geholfen und warten gespannt auf die Ergebnisse – sagt Liović.

Managementschwierigkeiten

Das Projekt ‚Entwicklung von ESARP – einem Expertensystem für das automatisierte Management von Prozessen‘ ist geplant, über 24 Monate umgesetzt zu werden, mit dem Ziel, Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten durchzuführen, um ein System intended for new generation companies zu entwickeln, das hauptsächlich in der Linien- und Serienproduktion tätig ist. Solche Produktionen sind jetzt weitgehend automatisiert und robotisiert, mit einem geringen Anteil menschlicher Arbeit in sich wiederholenden Aufgaben.

Das Expertensystem wird Geschäftsentscheidungen treffen, während es gleichzeitig alle Geschäftsbereiche im Unternehmen berücksichtigt, die Interdependenz aller Geschäftsentscheidungen im Unternehmen berücksichtigt und die besten Geschäftsentscheidungen zu jedem Zeitpunkt auswählt.

Auf diese Weise werden die vom Unternehmensinhaber festgelegten Schlüsselkennzahlen (KPIs) erreicht, die nicht unbedingt mit der Gewinnsteigerung in Verbindung stehen müssen, sondern auch anders festgelegt werden können. Zum Beispiel die Erhöhung des Marktanteils, die Erreichung des niedrigsten Produktpreises auf dem Markt, die Erreichung der Vollbeschäftigung oder ein ausreichendes Marktangebot. Predictive Analytics wird auch in den Geschäftsentscheidungen des Produktionsunternehmens angewendet, indem historische Daten wie Marktpreisbewegungen in der Beschaffung und im Verkauf, die Vorhersage von Verbrauchergewohnheiten und -präferenzen auf dem Markt sowie Trends analysiert werden. Für erfolgreiche Geschäftsabläufe sind sich die Experten der FSB sicher, dass es entscheidend ist, die Fähigkeiten des maschinellen Lernens und der künstlichen Intelligenz in der Interaktion mit Menschen zu nutzen.

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Miro Hegedić

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Darüber hinaus wurden laut Umfragen und Interviews mit Managern die häufigsten Probleme identifiziert, mit denen die Metall- und Lebensmittelindustrie, die beiden größten Zweige der verarbeitenden Industrie, konfrontiert sind. In der Metallindustrie sehen sich die Manager hohen Rohstoffkosten, komplexen Metallverarbeitungsprozessen, dem Bedarf an spezialisierten Geräten und hohen Qualitätsstandards gegenüber, sowie Herausforderungen bei der Lagerung und Verwaltung großer Mengen Metall, der Wiederverwertung von Abfällen und der Aufrechterhaltung der Arbeitssicherheit. In der Lebensmittelindustrie sind die größten Herausforderungen kurze Haltbarkeiten von Produkten, das komplexe Management verschiedener Zutaten und Rezepte, die Einhaltung von Lebensmittelsicherheitsvorschriften und hohen Qualitätsstandards, das Management von Beständen und Lagern, die Überwachung und Kontrolle der Produktgenauigkeit sowie die Aufrechterhaltung von Hygienestandards. Die Nachfrage nach ESARP wird durch die Tatsache belegt, dass mehrere Produktions- und Lebensmittelunternehmen in Kroatien Absichtserklärungen gesendet haben, in denen sie ihr Interesse an ESARP bekunden.

Jüngere Belegschaft

Das Projekt offenbart auch Forschungsprobleme aus technischer Sicht, die komplex sind und einen multidisziplinären Ansatz erfordern, da es Wissen aus den Bereichen maschinelles Lernen, Informatik, Geschäftsprozesse und Sozialwissenschaften kombiniert, um Fortschritte in der Entwicklung von erklärbarer künstlicher Intelligenz (XAI) durch die Entwicklung eines Expertensystems zu erzielen. Dies ist eine Herausforderung der Interpretierbarkeit von KI, da die getroffenen Entscheidungen verständlich erklärt werden müssen, die Integration von KI in Geschäftsprozesse sowie Skalierbarkeit und Effizienz, da große Datenmengen und komplexe Prozesse mit Produktionsunternehmen verbunden sind.

ESARP wird es Arbeitgebern ermöglichen, jüngere Manager mit weniger Managementerfahrung in erforderliche Positionen zu setzen und der jüngeren Belegschaft die Möglichkeit für schnellere Aufstiegschancen und den Erwerb neuer Fähigkeiten zu bieten. Der Erwerb neuer Fähigkeiten und Kenntnisse wird durch die Erklärungen und das Verständnis der vom Expertensystem getroffenen Entscheidungen erleichtert, und langfristig werden die Annahmen und Entscheidungen, die von XAI generiert werden, in die Blockchain integriert werden können, um modernste Sicherheit für die Rückverfolgbarkeit von Entscheidungen und den sicheren Zugang zu historischen Daten zu gewährleisten.

Forschungs- und Entwicklungsprojekte

Das Institut arbeitet mit einigen führenden kroatischen Produktions- und Lebensmittelunternehmen zusammen und hat mehrere große Forschungs- und Entwicklungsprojekte durchgeführt. Ein Projekt, das beispielsweise über 50 Millionen Kuna wert war, bezog sich auf die Einführung von Lean Manufacturing, die Optimierung der Planung und die Entwicklung innovativer Lösungen zum Brechen von Metallspänen sowie die Gestaltung einer neuen Methode zur Messung der Qualität von Werkstücken mit Lasern mit sehr hohen Toleranzen, die für die Automobilindustrie erforderlich sind.

In einem weiteren Projekt mit Končar – Energy Transformers und Windor wurde eine experimentelle Fabrik für das Lernen geschaffen, in der Produktionsprozesse getestet werden können, bevor sie in die Produktion gehen. Die Fabrik integriert alle bekannten Technologien der Industrie 4.0, einschließlich des 5G-Campusnetzwerks, und kann daher auch für lebenslanges Lernen genutzt werden. Das derzeit in der Entwicklungsphase befindliche VeryQ-System ist ein integriertes System, das die Erstellung von Computer Vision-Algorithmen auch für Personen ohne Programmiererfahrung ermöglicht, da es einen No-Code-Ansatz verwendet. Das Ziel ist, dass ein Produktionsunternehmen, unabhängig vom Produkt, in der Lage ist, VeryQ an einem Tag anzuwenden, die erste Version des Algorithmus zusammenzustellen und in die Produktion zu bringen.

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Petar Gregurić

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– Ende 2019 begann ein Projekt zur Entwicklung eines modularen Expertensystems zur Etablierung diskreter Fertigungsprozesse auf der Grundlage der Anwendung der Prinzipien der Smart Factory an der FSB. Moderne Geräte aus dem Bereich ‚Smart Factory‘ wurden am Institut für industrielle Ingenieurwissenschaften installiert, die, nach dem Anschluss an ein privates Kommunikationsnetzwerk, es Studenten, Postgraduierte und Unternehmer ermöglichen werden, neues Wissen und Erfahrungen zu entwickeln. Diese werden sie später an ihren Arbeitsplätzen anwenden und somit die Industrie der Republik Kroatien durch digitale Transformation modernisieren – sagte Professor Dr. Nedeljko Štefanić, Leiter des Smart Factory-Projekts, der mehrere Forschungs- und Entwicklungsprojekte am Institut für industrielle Ingenieurwissenschaften geleitet hat.

Die FSB hat auch kollaborative Roboter in das dritte Entwicklungsprojekt in der Smart Factory integriert und zukünftige Arbeitsmontagestationen gemäß den Prinzipien der Industrie 5.0 konstruiert, wo alles mit Menschen verbunden ist. Es wurde erkannt, dass ein erhebliches Problem in der Produktion die Trennung von Systemen und die Entscheidungsfindung ist, die mehr auf Erfahrung als auf Zahlen basiert.

*Inhalt erstellt in Zusammenarbeit mit der Fakultät für Maschinenbau und Schifffahrt in Zagreb