Kommentar von Dr. Inessa Seifert, PAiCE

KI im produzierenden Gewerbe – wo steht Deutschland?

| Autor / Redakteur: Dr. Inessa Seifert / Nico Litzel

Dr. Inessa Seifert, Studienleiterin und KI-Expertin im Team der Begleitforschung von PAiCE.
Dr. Inessa Seifert, Studienleiterin und KI-Expertin im Team der Begleitforschung von PAiCE. (Bild: Institut für Innovation und Technik (iit))

Ob Deep Learning, maschinelles Lernen oder Predicitve Analytics: Künstliche Intelligenz (KI) gilt als künftige Schlüsseltechnologie der Digitalisierung und ihr wird ein dementsprechend hohes volkswirtschaftliches Potenzial zugeschrieben – auch im produzierenden Gewerbe.

Eine branchenspezifische Untersuchung in Deutschland fehlte allerdings bislang. Aus diesem Grund wurde von der Begleitforschung des Technologieprogramms PAiCE vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) eine Studie zu den Potenzialen der Künstlichen Intelligenz im produzierenden Gewerbe in Deutschland veröffentlicht. Bei der Erhebung wurden Einschätzungen von KI-Anbietern, potenziellen KI-Anwendern (Großunternehmen sowie kleine und mittlere Unternehmen) als auch Forscherinnen und Forschern auf dem Gebiet der KI eingeholt.

Künstliche Intelligenz: großes Potenzial für die Produktion

Die Studie zeigt unter anderem wichtige Vorteile der innovativen Technologien auf: Beispielsweise können künstlich intelligente Systeme durch Predictive Intelligence mit neuen Situationen umgehen und auf der Basis vorhandener Daten Schlussfolgerungen für künftiges Handeln ableiten. Diese Fähigkeiten gehören zu den zentralen Vorteilen von KI-Systemen gegenüber regelbasierten IT-Systemen, die bei Veränderungen der Aufgabenstellung jedes Mal neu programmiert werden müssen.

Unter anderem wird dem Einsatz von KI deshalb im Laufe der nächsten fünf Jahre im produzierenden Gewerbe in Deutschland eine zusätzliche Bruttowertschöpfung in Höhe von ca. 31,8 Milliarden Euro zugeschrieben. Das entspricht circa einem Drittel des gesamten Wachstums des produzierenden Gewerbes in Deutschland innerhalb dieses Zeitraums, wobei Forschung und Entwicklung (FuE), Service/Kundendienst, Produktion, Marketing/Vertrieb und Planung die wichtigsten Einsatzfelder sind.

Die Konkurrenz schläft nicht: KI-Entwicklung international

Deutsche Unternehmen, gerade im Mittelstand, zögern allerdings bislang noch bei der Einführung von Lösungen, die auf Künstlicher Intelligenz basieren. So geben durchschnittlich 25 Prozent der Großunternehmen, aber nur 15 Prozent der kleinen und mittleren Unternehmen an, bereits KI-Technologien einzusetzen – auch wenn die Mehrheit der Unternehmen des produzierenden Gewerbes mit einem stark wachsenden Einsatz von KI-Technologien in allen Wertschöpfungsstufen in den nächsten fünf Jahren rechnet.

Hier müssen deutsche Unternehmen aufpassen, nicht den Anschluss zu verlieren. Gerade in den USA sind zahlreiche Entwicklungen bereits weit fortgeschritten, insbesondere bei Predictive Analytics, intelligenten Assistenzsystemen, Wissensmanagement sowie beim autonomen Fahren oder Fliegen. Im Vergleich dazu sehen die im Rahmen der Studie befragten Fachleute lediglich beim Natural Language Processing und der Kognitiven Modellierung Deutschland in einer führenden Rolle.

Weitere Konkurrenz bei der Entwicklung zukunftsweisender KI-Lösungen kommt aus Asien: Insbesondere China holt im Bereich KI derzeit stark auf, nicht zuletzt, da die chinesische Regierung die Entwicklungen stark forciert. In den jüngsten politischen Programmen wird massiv auf Forschung und Entwicklung zum Thema KI gesetzt. Denn die chinesische Zentralregierung erkennt KI als eine Schlüsseltechnologie an, um die wirtschaftliche Entwicklung des Landes voranzutreiben. Auch auf Anbieterseite werden IT-Unternehmen aus China immer mächtiger, so konnten chinesische (IT-)Unternehmen in jüngster Vergangenheit beachtliche Markterfolge erzielen, darunter Alibaba, Tencent oder Baidu.

Wirtschaftsstandort Deutschland: Chancen und Handlungsbedarf

Damit der Wirtschaftsstandort Deutschland auch künftig im produzierenden Gewerbe erfolgreich sein kann, müssen Antworten auf folgende Fragen gefunden werden: Welche Potenziale zum Einsatz Künstlicher Intelligenz müssen noch erschlossen werden, um den Einsatz in der Praxis zu fördern? Welche Stärken und Schwächen besitzt Deutschland derzeit in puncto KI? Wie kann der Transfer der Technologien von der Forschung in die Praxis beschleunigt werden?

Standort Deutschland: Stärken in der Forschung, Schwächen bei der Umsetzung

Bei der Analyse im Rahmen der Studie wurden zur Beantwortung dieser Fragen unter anderem die folgenden Stärken und Schwächen des Standorts Deutschland festgehalten: Das Erproben von KI-Anwendungen ist in Deutschland auf dem Vormarsch und deutsche Unternehmen stehen dem Einsatz der neuen Technologien durchaus offen gegenüber. Gleichzeitig verfügen KI-Anbieter aus Deutschland bzw. Europa über einen Standortvorteil und Vertrauensvorschuss, u. a. aufgrund der hohen Anforderungen in Sachen Datenhoheit und -schutz.

Doch nur die wenigsten KI-Anbieter sind sich dieses Vorteils bislang bewusst. Des Weiteren weisen die deutschen Anbieter Vorzüge in wichtigen KI-Anwendungen wie Qualitätskontrolle, intelligente Automatisierung und intelligente Sensorik auf. Eine Vorreiterrolle nimmt Deutschland auch bei der Forschungsleistung zum Thema KI ein. Unterstrichen wird das durch die beachtliche Anzahl an Publikationen. Der Einschätzung der befragten Forscherinnen und Forscher zufolge, stechen insbesondere die Institute bei den KI-Technologien Natural Language Processing und kognitive Modellierung heraus.

Neben diesen Stärken gibt es derzeit jedoch noch Schwächen, die einer umfassenderen Nutzung von KI in Deutschland im produzierenden Gewerbe entgegenstehen. Die überwiegende Mehrheit der Unternehmen beklagt beispielsweise den Mangel an Fachkräften. Weiterhin funktioniert der Transfer der Forschungsergebnisse in die Wirtschaft (in Form von Unternehmensgründungen, Verbundprojekten etc.) noch nicht reibungslos – auch das könnte im Zusammenhang mit dem Fachkräftemangel stehen. Zudem weisen andere Länder insgesamt eine höhere Innovationsgeschwindigkeit auf: So wird Deutschland derzeit bei der Entwicklung wichtiger Technologien wie Computer Vision und maschinellem Lernen von den USA abgehängt.

Handlungsbedarf: KI in deutschen Unternehmen etablieren

Eine ganze Reihe von Maßnahmen kann dabei helfen, Deutschland als Standort für KI weiter nach vorne zu bringen. Dabei ist auch die Politik gefragt: Bei der Planung von politischen Programmen und Initiativen sollte der Fokus darauf liegen, bestehende Umsetzungshemmnisse zu reduzieren. So sollten die Forschungsaktivitäten verstärkt und entsprechend gefördert werden, wobei insbesondere KI-Technologien mit Querschnittscharakter, wie Computer Vision oder maschinelles Lernen, zusätzliche Fördermittel brauchen, da sie zentral für viele Bereiche sind. Darüber hinaus sollten Unternehmensgründungen im Bereich KI gestärkt werden.

Um den Transfer von Forschungsergebnissen in die Praxis zu verbessern, sollte zudem die Vernetzung von Anbietern, Dienstleistern sowie Forschungs- und Entwicklungspartnern verbessert und wichtige Informationen in Form von Use Cases und Best-Practices zur Verfügung gestellt werden. Zudem sollten deutsche KI-Anbieter motiviert werden, sich an geförderten Verbundvorhaben sowie Leuchtturmprojekten zu beteiligen und somit die Technologiesouveränität Deutschlands im Bereich KI dauerhaft zu erhalten.

Da Unternehmen insbesondere den Mangel an im KI-Bereich bewanderten Fachkräften beklagen, sind diese Wissenslücken zu schließen. Dazu muss die berufliche und akademische Bildung sowohl auf- als auch ausgebaut werden sowie Weiterbildungs- und Schulungsangebote vorangetrieben werden. Durch die Umsetzung dieser Maßnahmen wird gewährleistet, dass Deutschland seine gute Ausgangsposition im Bereich KI nutzt und auch in Zukunft dank innovativer Technologien eine international führende Rolle im produzierenden Gewerbe einnimmt.

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