Energiekick für die europäische Batteriezellfertigung
Veröffentlicht am 1. Mai 2020 in AI
Robotik, IT-gestützte Qualitätskontrollen und künstliche Intelligenz unterstützen Unternehmen, der starken Konkurrenz aus Asien die Stirn zu bieten. Handlungsempfehlungen für zukunftsorientierte Fertigungslinien.
E-Mobilität, alternative Antriebsarten und nachhaltige Transportstrategien treiben aktuell deutsche und internationale Unternehmen um und bestimmen somit das Denken und Handeln von rund 14 Millionen Menschen, die in und mit der europäischen Automobilindustrie beschäftigt sind. Weitere vier Millionen Jobs sind eng verknüpft mit anderen E-Mobilitätsanwendungen, die sich in Bussen, Straßenbahnen, Schiffen, Bergbaugeräten, Lastwagen, landwirtschaftlichen Maschinen, Gabelstaplern und vielen weiteren Einsatzfeldern finden. So mancher Unternehmer, Manager und auch Politiker stellt sich in diesem Zusammenhang die Frage, ob derartige Tools und damit Europas Wirtschaft in eine zu starke Abhängigkeit von importierten Technologien wie etwa Batteriezellen gerät. Vor diesem Hintergrund stellt sich die europäische Batteriebranche derzeit neu auf, um an Wettbewerbs- und Zukunftsstärke zu gewinnen. Gesucht werden innovative und integrierte Ansätze für die Automobil- und Batterieproduktion von morgen, die smarte Robotik, Sensorik, IT-gestützte Qualitätskontrolle, Intralogistik, künstliche Intelligenz und Machine Learning (KI und ML) miteinander verbinden, um Maschinenführer und Mitarbeiter bestmöglich zu unterstützen.
Finanzunterstützung für nationale Batteriezellfertigung
Eine der größten Herausforderungen in Sachen Batterieproduktion stellt derzeit die große Konkurrenz aus Asien dar. Wie in anderen Bereichen und Branchen auch, haben europäische Hersteller Mühe mitzuhalten, da asiatische Unternehmen über kostengünstigere Produktionsbedingungen verfügen, die ihnen einen bedeutenden Wettbewerbsvorteil verschaffen. In Kombination mit Fertigungsstrategien, die auf die verlässliche Produktion von standardisierten Produkten in großen Mengen abzielen, setzen Firmen aus Fernost verstärkt auf diesen Vorteil. Die Folge: Asiatische Hersteller dominieren heute die weltweite Produktion vieler wichtiger E-Mobilitätsprodukte. China, Japan und Südkorea sind die größten Player der weltweiten Batteriezellfertigung, zentrales Technologiefeld der Elektromobilität. Um hier nicht abgehängt zu werden, planen Bundesregierung sowie Europäische Union diverse Subventionen, die die europäische Batteriezellfertigung unterstützen sollen. Damit dies gelingt, investiert die Bundesregierung bis 2022 rund eine Milliarde Euro aus dem Energie- und Klimafonds, und die Konzerne ziehen nach. So will Volkswagen bis 2023 mit einer firmeneigenen Batteriezellfertigung im niedersächsischen Salzgitter beginnen.KI als Enabler und Support im internationalen Wettbewerb
Die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen E-Mobilitätsindustrie hängt dabei von ihrer Fähigkeit ab, neue, leistungsstarke Produktionstechnologien und -ansätze zu identifizieren und umzusetzen, die eine kosteneffiziente Herstellung von hochwertigen Batteriezellen und anderen E-Mobilitätsprodukten ermöglichen. Ein wichtiger Pfeiler derartiger Strategien ist künstliche Intelligenz (KI). Durchdacht eingesetzt kann sie neues Wertschöpfungspotenzial in den hochkomplexen Fertigungsketten erschließen, die der Produktion und Montage von E-Mobilitätskomponenten zugrunde liegen. Zugleich unterstützen KI-basierte Tools gepaart mit Robotik, Sensorik und Bildtechnologie Hersteller dabei, Prozesse besser zu verstehen und diese neuen Erkenntnisse zur Verbesserung und Flexibilisierung der Abläufe innerhalb und außerhalb des Unternehmens zu nutzen. Diese Optimierungsoption „powered by KI“ lässt sich zudem mit anderen KI-getriebenen Tools in Logistik und Predictive Maintenance (vorausschauender Wartung) koppeln. Europäische Unternehmen der Batteriebranche können so von optimierten Wettbewerbsbedingungen und Kostenvorteilen profitieren und sich konkurrenzfähiger gegenüber ihren asiatischen Wettbewerbern aufstellen.Neue Märkte und Umsatzpotenziale erschließen
Doch KI kann mehr, als gleiche Wettbewerbsbedingungen zu schaffen. Mithilfe KI-basierter Systeme und Lösungen können Unternehmen Marktanteile in sogenannten Blue-Ocean-Segmenten (Differenzierung und niedrige Kosten) zu erobern, die heute unterversorgt sind. Die Idee dahinter: Statt in stark umkämpften Märkten, dem sogenannten Red Ocean, zu operieren, sollten Firmen sich neue Marktchancen erschließen (Blue Ocean) und Kunden neue Produkte oder Services bieten. Hierfür eignet sich das noch junge Gebiet der E-Mobilität sehr gut. Durch die Erhöhung von Prozessqualität und Agilität befeuert künstliche Intelligenz die Herstellung hochgradig kundenspezifischer, komplexer und hochwertiger Komponenten für diese Wachstumsbranche. Zudem unterstützt KI vermehrt auch kleine und mittelständische Betriebe, die maßgeschneiderte Fertigungsanwendungen nutzen und mehr aus ihnen herausholen können. Sie sind dadurch gut aufgestellt und können ohne Weiteres mit etablierten Namen der Branche mithalten.Erfolgreicher KI-Einsatz setzt frühe Einbeziehung der Anwender voraus
Der potenzielle Nutzen, den KI für die E-Mobilität beinhaltet, ist riesig. Dennoch können diese Möglichkeiten ihre volle Schlagkraft nicht entfalten, wenn sie nicht im realen Fabrikeinsatz getestet, validiert und als glaubwürdiger Business Case vorgelegt werden. Da die Elektromobilität im Bereich der Automobilbranche angesiedelt ist, hat sie ein recht konservatives und abwartendes Erbe zu tragen, wenn es um die Einführung neuer Technologien geht. Damit nicht genug: Der Einsatz KI-basierter Technologien erfordert auch ein gewisses Maß an Vertrauen vonseiten des Anwenders. Dieses Vertrauen lässt sich am besten dadurch aufbauen, dass User bereits frühzeitig in die Gestaltung der KI-Lösung einbezogen werden.Produktqualität steigern, Fertigungslinien schneller konfigurieren
Wenn es gelingt, die richtige Kombination von KI-Technologien in ausgewählte Arbeitsabläufe der End-to-End-Produktion und -Montage im Bereich der E-Mobilitätstechnologie zu integrieren, lassen sich sowohl Schwankungen, die sich negativ auf die Produktqualität auswirken, als auch der für die Umstellung einer Produktionslinie erforderliche Aufwand signifikant minimieren. Dann stellt sich der Business Case, der der Herstellung hochgradig kundenspezifischer E-Mobilitätskomponenten wie Batteriezellen zugrunde liegt, als attraktive Investition dar. Im Idealfall unterstützt KI in einem derartigen Szenario die Anwender dabei, die Ursache-Wirkungsbeziehungen unerwünschter Abweichungen, die die Produktqualität untergraben, effektiver zu identifizieren und zu verstehen. Gleichzeitig können Anwender die Produktqualität besser antizipieren und wenn nötig sogar in Echtzeit reagieren. Last but not least lassen sich Fertigungslinien für neue Produktformate effektiver und schneller konfigurieren. Doch auch hier steht und fällt das jeweilige Projekt mit der Akzeptanz vonseiten der menschlichen Mitarbeiter.
