EU-Projekt Zuverlässige KI-Software für die Produktion

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Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB)

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In einem neuen EU-Projekt wird die Physikalisch-Technische Bundesanstalt PTB die Qualitätssicherung von Systemen der Künstlichen Intelligenz im Fertigungsumfeld unterstützen.

Künstliche Intelligenz (KI) wird auch für die Fertigung immer relevanter. Etwa dann, wenn Menschen mit Robotern interagieren. Ein Netzwerkprojekt der EU soll nun dabei helfen, neuartige KI-basierte Ansätze in Robotik und Sensorik im Fertigungsbereich zu prüfen und diese schneller zur Marktreife bringen. Das Projekt mit dem Namen TEF-AI-Matters startete bereits Ende Januar. Es ist Teil des Programms „Digital Europe“. Das Vorhaben wird mit rund 60 Millionen Euro gefördert. Die PTB ist an dem Projekt übrigens als einziges Metrologieinstitut (wissenschaftliches Messen) beteiligt. Sie werde ihre Kompetenz etwa rund um digitale Zwillinge oder um die Prüfung von Auswertesoftware einbringen und auf KI-Methoden erweitern. Im Rahmen des Projekts sollens Qualitätsstandards für vernetzte Daten erarbeitet werden und KI auf messbare Größen zurückzuführen sein, damit das Vertrauen in KI-Systeme gestärkt wird, wie die Experten erklären.

Zuverlässige Referenzen für die Industrie

Wie aber lässt sich sicherstellen, dass in Gesellschaft und Industrie richtig und vergleichbar gemessen wird? Dies, erinnert die Anstalt, war eine grundsätzliche Frage, die Ende des 19. Jahrhunderts zur Gründung der Meterkonvention geführt hat, eines Staatenvertrages zur Förderung des metrischen Systems, der mit seinen dazugehörigen Institutionen bis heute besteht, und der zu nationalen Metrologieinstitute wie der PTB führte. Treiber dieser Entwicklungen war die fertigende Industrie. Denn insbesondere größere Unternehmen benötigten damals angesichts einer zunehmend international aufgestellten Fertigungsinfrastruktur zuverlässige Referenzen, um die von ihnen hergestellten Komponenten und Produkte zu prüfen. Das gilt bis heute. Die Abteilung Fertigungsmesstechnik der PTB bietet nun zuverlässige Referenzen für die industrielle Produktion und gibt die Maße an die fertigende Industrie weiter, in Kooperation mit den Dakks-akkreditierten Kalibrierlaboratorien. (Dakks: Deutsche Akkreditierungsstelle GmbH)

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Bereits vor etwa 20 Jahren, heißt es weiter, konnte die Abteilung Fertigungsmesstechnik ein Beispiel eines digitalen Zwillings erfolgreich in die Industrie transferieren. Es handelte sich dabei um das sogenannte virtuelle Koordinatenmessgerät. Dieses von der PTB entwickelte Software-Modul kann in die Auswertesoftware von Koordinatenmessgeräten integriert werden. So lässt sich zusätzlich zum Messwert die dazugehörige Messunsicherheit berechnen und anzeigen, wie die Experten erklären. Eine weitere Entwicklung heißt Tra-CIM. Sie bietet Anwendern eine internetbasierte Möglichkeit, die Ergebnisse ihrer eigenen Auswertesoftware (etwa von Koordinatenmessgeräten) anhand der Referenzdaten der PTB zu prüfen. Am Ende gibt es ein Zertifikat zu den Prüfergebnissen.

Diese Ansätze für die Digitalisierung im Fertigungsbereich gilt es systematisch weiterzuentwickeln, was auch KI-basierte Anwendungen betrifft. Es stellen sich dabei die Fragen: Wann sind die Ergebnisse eines KI-System vertrauenswürdig und zuverlässig? Wie lässt sich die Unsicherheit eines selbstlernenden KI-Systems, das sich zudem noch dynamisch ändert, quantifizieren? Welche Randbedingungen sind bei der Zertifizierung von KI-Systemen zu beachten?

Die PTB arbeitet dabei mit anderen zentralen Akteuren der deutschen Qualitätsinfrastruktur (BAM, Dakks, DIN, DKE) an der Umsetzung einer digital transformierten, interoperablen und zukunftsorientierten Qualitätsinfrastruktur, der QI-Digital. Das Projekt QI-Digital wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) ins Leben gerufen. Einer der Anwendungsfälle von QI-Digital ist die Additive Fertigung (der 3D-Druck). Anknüpfungspunkte zum europäischen TEF-AI-Matters seien absehbar. Ein Beispiel sind die großen Datenmengen, die entstehen, wenn man additiv gefertigte Komponenten per industrieller Computertomografie vermisst.

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Das Projekt TEF-AI-Matters im Einzelnen:

Das EU-Projekt TEF-AI-Matters gilt als eines von vier größeren Netzwerk-Verbundprojekten, die im Januar 2023 mit dem Ziel gestartet wurden, KI-basierte Software- und Hardware sowie -produkte (einschließlich Robotern), in realen Umgebungen zu testen. Der Name TEF steht dabei für Testing and Experimentation Facilities. Es gehe um vier Bereiche: 1. Verarbeitende Industrie/Manufacturing, 2. Gesundheitswesen/Health Care, 3. Intelligente Städte und Gemeinden/Smart Cities & Communities sowie 4. Agrar- und Lebensmittelindustrie/Agri-Food.

An dem Netzwerkprojekt AI-Matters (Manufacturing Testing and experimentation facilities for European SMEs) sind insgesamt 25 Institutionen aus acht Ländern beteiligt. Sie werden neuartige KI-Ansätze in realitätsnahen Fertigungsumgebungen testen und Angebote für deren Zertifizierung entwickeln, wie es weiter heißt. Das endgültige Ziel sei es, entsprechende Dienstleistungen, insbesondere für kleine und mittlere Unternehmen und über den Förderzeitraum von fünf Jahren hinaus, bereitstellen zu können. Das Projekt wird vom Institut CEA-LIST in Saclay in der Nähe von Paris koordiniert. Der Netzwerkknoten in Deutschland wird vom Fraunhofer Institut für Produktionsautomatisierung (IPA) in Stuttgart koordiniert (Abteilung Roboter- und Assistenzsysteme), die weiteren Partner des DE-Knotens sind der Forschungscampus Arena 2036 in Stuttgart, die Universität Stuttgart (Institut für Elektrische Energiewandlung, IWE) sowie die PTB in Braunschweig, wie man erfährt.

Dieser Artikel stammt von unserem Partnerportal Industry of Things.

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