Neuronale Netze für Mustererkennung sind in der Autoproduktion seit Langem im Einsatz. „Große“ KI soll nun die Effizienz stärker steigern und Energie sparen. Fahrzeughersteller Audi testet nach eigenen Angaben rund 100 KI-Projekte in seiner Fertigung. Wir haben uns vier Beispiele genauer angeschaut.
Plötzlich wird es taghell unter der Karosserie des Audi A6. Acht Kameras schießen Fotos, die Sekundenbruchteile später als kombinierte Aufnahme auf einem Monitor am Rande der Fertigungsstraße erscheint. Es ist ein Suchbild und eine KI-Anwendung soll darin etwas finden.
In Halle C11/13 im Audi-Werk Neckarsulm heben, schweißen und nieten mehr als 1000 Roboterarme auf drei Etagen Karosserieteile für die Modelle A5 und A6. An 900 davon sind Schweißzangen befestigt. Mit viel Energie verbinden sie die Teile aus Stahl. Eine einzige Karosserie hat rund 7500 Schweißpunkte. Bei einem Kombi mit Panoramaglasdach sind es sogar noch mehr. Beim Punktschweißen entstehen Spritzer. Teile des Metalls lösen sich aufgrund der Hitze und springen an andere Stellen der Karosserie, wo sie abkühlen und haften bleiben.
An den meisten Stellen ist das unproblematisch. Wo aber später Kabel liegen oder andere Bauteile montiert werden, sind scharfkantige Metallreste eine Gefahr. Ein Mitarbeiter entfernt die Spritzer mit einem Schleifer.
Automatisierte Qualitätskontrolle
Bislang hatte der Mitarbeiter 30 Sekunden Zeit, um auf der Karosserieunterseite nach Spritzern zu suchen und sie zu entfernen. Der Zeitdruck ist groß und der Arbeitsgang anstrengend. Ein Karosserieboden hat eine Fläche von knapp zehn Quadratmetern. Die Vorrichtung, an der die Karosserie hängt, bewegt sich nicht. Somit muss sich der Mitarbeiter für einige Spritzer recken.
Jetzt erkennt die KI Schweißspritzer auf dem Foto. Auch das Entfernen wurde automatisiert. Ein Roboterarm nähert sich dem Spritzer und ein rotierendes Schleifblatt entfernt die Metallreste. Der Mitarbeiter arbeitet noch immer an gleicher Stelle, doch seine Aufgabe ist nun eine Sichtkontrolle: Hat die KI wirklich alle Spritzer erkannt?
Der Roboterarm mit dem Schleifer zählt zu den ersten KI-gesteuerten Robotern im Werk. Audi hat im Volkswagen-Konzern zusammen mit der Marke VW die Aufgabe, die Potenziale von KI-Robotern auszuloten. Dazu zählen auch humanoide Roboter. Noch sieht man keinen menschenähnlichen Roboter auf zwei Beinen in Neckarsulm. Diese hätten Schwächen, beispielsweise bei der Energieversorgung, berichtet Audis Produktionsvorstand Gerd Walker im Gespräch. Für Industrieaufgaben sei die Nachbildung der menschlichen Gestalt oft nicht praktisch. „Wir bräuchten da vermutlich eher Roboter mit vier Armen oder feinerer Greifmechanik – je nach Einsatzgebiet“, sagt Walker.
Bei der Mustererkennung mithilfe neuronaler Netze hätten KI-Modelle inzwischen große Fortschritte in Sachen Präzision gemacht, sagt Matthias Mayer aus dem Karosseriebau. „Spritzer, Schatten oder Schmutz, das wird auf Anhieb korrekt erkannt.“ Das Projekt ist eines der ersten, das in der Serienfertigung eingesetzt wird. Die ersten Ergebnisse sind so positiv, dass die optische Auswertung demnächst auch im Stammwerk in Ingolstadt zum Einsatz kommt. Hier hat man schnell Effizienzgewinne realisiert und einen Arbeitsplatz menschenfreundlicher gestaltet.
Kooperation mit dem KI-Cluster
„Wir haben rund 100 KI-Anwendungsfälle in der Planung oder Entwicklung“, sagt Andreas Kühne, Programmmanager für KI in der Produktion bei Audi. Die aktuellen KI-Modelle gehen weit über einfache Bild- und Musterkennungen hinaus. Um das volle Potenzial auszuschöpfen, holt sich Audi fachliche Unterstützung aus der Nachbarschaft.
Wenige Kilometer entfernt auf der anderen Neckarseite entsteht in Heilbronn ein europaweit einmaliger KI-Cluster. Im Innovationspark Künstliche Intelligenz (IPAI) wollen verschiedene Hochschulen sowie Unternehmen den Einsatz von KI-Anwendungen vorantreiben. Einer der Initiatoren ist Lidl-Gründer Dieter Schwarz, der mit seiner Stiftung zu den größten privatwirtschaftlichen Geldgebern des IPAI zählt.
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Interview mit Audis Produktionsvorstand Gerd Walker
“Wir müssen uns ein Stück weit vom Hype um den humanoiden Formfaktor abkoppeln”
„Natürlich soll durch unsere KI-Projekte auch die Lieferzeit kürzer ausfallen“, sagt Audis Produktionsvorstand Gerd Walker im Gespräch mit Autor Dirk Kunde. Walker startete seine berufliche Laufbahn direkt nach dem Maschinenbaustudium bei Audi. Drei Jahre lang leitete er die Produktion von VW in Wolfsburg. Seit 2022 ist er im Audi-Vorstand für Produktion und Logistik verantwortlich. (Bild: Michaela Klose/Audi)
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