Startseite > Forschung > Strategische Kooperationen > Spitzencluster „it's OWL“

Spitzencluster „it's OWL“

Künstliche Intelligenz für die Produktion von morgen

it‘s OWL baut 2021 innovative Formate und neue Initiativen aus. Die Gewinneridee des it‘s OWL Makeathons wurde ein Projekt, und mit „Datenfabrik.NRW“ startet eine weitere strategische Initiative im Spitzencluster, die ein Modell für datengetriebene Fabriken der Zukunft liefert. Das Kompetenzzentrum „Arbeitswelt.Plus“ hat Fahrt aufgenommen, und mit dem Heinz Nixdorf Institut arbeitet it‘s OWL erfolgreich am Marktplatz für KI in der Produktentstehung.

Gemeinsam mit inzwischen über 200 Partner*innen arbeitet it‘s OWL daran, die digitale Transformation in Ostwestfalen-Lippe erfolgreich zu gestalten. Und das mit bundesweiter und internationaler Reichweite. In Innovationsprojekten entwickeln Unternehmen und Forschungseinrichtungen Lösungen in den Bereichen künstliche Intelligenz, digitale Plattformen, digitaler Zwilling und Arbeitswelt der Zukunft. Dabei arbeiten derzeit 48 Unternehmen und Forschungseinrichtungen in 22 Innovationsprojekten zusammen. Im September hat die Jury sieben weitere Innovationsprojekte ausgewählt, die im März 2022 starten. Das Heinz Nixdorf Institut ist bspw. am Projekt „ZirkuPro“ beteiligt. Ziel des Projekts, ist eine Systematik zur ganzheitlichen zirkulären Produktentstehung für Intelligente Technische Systeme zu entwickeln. Hinzu kommen strategische Initiativen mit großen Konsortien, in denen Anwendungen von künstlicher Intelligenz in den Bereichen Produktentstehung, Produktion, Arbeitswelt und Geschäftsmodellentwicklung erschlossen werden.

Und auch der Transfer im Spitzencluster funktioniert: In Transferprojekten können kleine und mittlere Unternehmen gemeinsam mit einer Forschungseinrichtung konkrete Herausforderungen der digitalen Transformation lösen. Das Heinz Nixdorf Institut ist dabei ein wichtiger Impulsgeber und Treiber in den Projekten. Bisher sind über 50 Unternehmen in einem Transferprojekt konkrete Herausforderungen der digitalen Transformation ihres Unternehmens angegangen. Dabei sind knapp zwei Millionen Euro Fördermittel an kleine und mittlere Unternehmen aus der Region vergeben worden. Auf dem digitalen Transfertag im September 2021 stellten Unternehmen und Forschungseinrichtungen die Ergebnisse und Wirkungen von Transferprojekten vor.

Es zeigt sich: Die Zusammenarbeit im Spitzencluster it‘s OWL – Intelligente Technische Systeme OWL – ist ein Erfolgsmodell und hat sich etabliert. Ausgezeichnet als Spitzencluster des Bundesministeriums für Bildung und Forschung, gilt it‘s OWL als eine der größten Initiativen für Industrie 4.0 im Mittelstand. Insgesamt will it‘s OWL mit Unterstützung von Land, Bund und EU bis 2023 Projekte im Umfang von 200 Millionen Euro umsetzen. Bisher wurden bereits 34 Projekte mit einem Volumen von rund 115 Millionen Euro auf den Weg gebracht.

Die strategischen Initiativen des Spitzenclusters haben eine zentrale Bedeutung für die Erschließung neuer Technologiefelder und die Wettbewerbsfähigkeit der mittelständischen Industrie.

Im Januar 2020 startete das Projekt KI-Marktplatz, das 2019 die Ausschreibung vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie „KI für Innovationsökosysteme“ gewann und in dem das Heinz Nixdorf Institut Konsortialführer ist. Einen weiteren großen, bundesweiten Wettbewerb gewann it‘s OWL 2020 mit dem Kompetenzzentrum „Arbeitswelt.Plus“, das zu den fünf Kompetenzzentren für Arbeitsforschung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung gehört. Ein drittes Beispiel ist die „Datenfabrik.NRW“. In einer realen Produktionsumgebung arbeiten dabei CLAAS Selbstfahrende Erntemaschinen, Schmitz Cargobull, NTT Data, Duvenbeck Kraftverkehr und MotionMiners sowie die Fraunhofer-Institute IEM, IML, IOSB-INA und IAIS an einer datengetriebenen Zukunftsfabrik.

Ein Marktplatz für künstliche Intelligenz

Für intelligente Produkte und eine effektive Fertigung ist künstliche Intelligenz in der Produktentstehung ein wichtiger Schlüssel. Mit dem KI-Marktplatz entsteht seit Anfang 2020 ein bundesweit einzigartiges Ökosystem, mit dem Unternehmen die Potenziale in diesem Bereich erschließen können. Dreh- und Angelpunkt bildet die gleichnamige Plattform KI-Marktplatz, auf der Anbieter*innen, Anwender*innen und Expert*innen Lösungen für KI entwickeln und austauschen können. Die Vision ist ein Marktplatz, der neben einer intelligenten Partnervermittlung auch einen geschützten Raum für sicheren Datenaustausch und Datensouveränität bietet. Hinzukommen soll ein App-Store für KI-Lösungen sowie letztendlich ein Angebot an umfassenden KI-Lösungen dank eines Baukastenprinzips.

Erfolgsgarant ist ein Projektkonsortium aus 20 Forschungseinrichtungen, Netzwerken und Unternehmen mit dem Heinz Nixdorf Institut als Konsortialführer. Keimzelle ist das Technologie-Netzwerks it‘s OWL.

Künstliche Intelligenz für eine bessere Arbeitswelt

Doch wie wird eigentlich der Einsatz von künstlicher Intelligenz die Arbeitswelt verändern? Und wie können Beschäftigte auf den Wandel vorbereitet werden? Antworten auf diese Fragen liefert seit vergangenem Jahr eine andere strategische Initiative von it‘s OWL, das BMBF-Kompetenzzentrum „Arbeitswelt.Plus“, das 2020 im Rahmen des Spitzenclusters gestartet ist. „Mit „Arbeitswelt.Plus“ können wir die Ergebnisse aus der Spitzenforschung für die Industrie in OWL verfügbar machen und in die Anwendung im Mittelstand bringen“, sagt Professor Roman Dumitrescu, Geschäftsführer der it‘s OWL Clustermanagement GmbH und Vorstandsmitglied am Heinz Nixdorf Institut.

18 Hochschulen und Unternehmen entwickeln dabei gemeinsam mit der IG Metall konkrete Ansätze für Arbeitsplatzgestaltung und Qualifizierung. „Arbeitswelt.Plus“ führt Erkenntnisse der Arbeitsforschung im Zukunftsfeld künstliche Intelligenz zusammen. Themenschwerpunkte sind beispielsweise Arbeitsplatzgestaltung, Kompetenzentwicklung und Change Management. Getragen wird das Kompetenzzentrum durch die Universitäten Bielefeld und Paderborn, die TH OWL, die FH Bielefeld, die Fachhochschule der Wirtschaft, Fraunhofer IEM und Fraunhofer IOSB-INA sowie die Unternehmen Atos, BETTE, Bosch Rexroth, Deutsche Angestellten-Akademie OWL, Dr. Oetker, Kannegiesser, itelligence, Lenze, Miele, WAGO, Weidmüller und die IG Metall. Das Kompetenzzentrum wird bis 2025 mit 10,7 Mio. Euro durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert (Projektvolumen 12,2 Mio. Euro).

In Leuchtturmprojekten entwickeln Forschungseinrichtungen und Unternehmen konkrete Lösungen, in denen KI-Technologien für unterschiedliche Anwendungsfelder verfügbar gemacht werden. Weidmüller beispielsweise erarbeitet mit der FH Bielefeld neue Ansätze für die Kompetenzvermittlung für Auszubildende und Beschäftige. Darüber hinaus wird untersucht, welche Veränderungen in der Organisation (wie Lernkultur, agile Strukturen), im Führungsverständnis und in der Mitbestimmung erforderlich sind. Durch die enge Kooperation mit dem Betriebsrat und der IG Metall werden dabei die Interessen der Beschäftigten eingebunden. Miele wird Ansätze für die intelligente Personaleinsatzplanung erarbeiten, BETTE ein intelligentes Wissensmanagement. WAGO plant die Entwicklung eines KI-basierten Vertriebsassistenten, Dr. Oetker einer KI-gestützte Absatzplanung. Kannegiesser will die Sortierung von Wäsche optimieren. Und Bosch Rexroth wird u. a. mit der Universität Paderborn ein adaptives KI-basiertes Framework entwickeln, welches die Grundlage für KI-unterstützte Assistenzsysteme bilden wird.

Die Ergebnisse und Erfahrungen aus den Projekten sollen für kleine und mittlere Unternehmen verfügbar gemacht werden. Dazu werden eine Informationsplattform aufgebaut, gute Beispiele aufbereitet sowie Veranstaltungen und Workshops durchgeführt. In Weiterbildungen werden Beschäftigte für den Einsatz von KI-Technologien qualifiziert. In Transferprojekten können Unternehmen in Kooperation mit einer Forschungseinrichtung neue KI-Technologien nutzen, um konkrete Herausforderungen in ihrem Betrieb zu lösen.

Digitale Veranstaltungen waren 2021 ein großes Thema bei it‘s OWL. So stellten Unternehmen und Forschungseinrichtungen im September die Ergebnisse und Wirkungen von Transferprojekten digital auf dem Transfertag vor. (© it's OWL)

Datenfabrik.NRW – Die Produktion von morgen wird Realität

Wie können wir mit künstlicher Intelligenz die Produktion am Standort Deutschland im internationalen Wettbewerb zukunftsfähig machen? Pionierarbeit für diese Herausforderung leistet das Projekt „Datenfabrik.NRW“ des Spitzenclusters it‘s OWL, in dem die Unternehmen CLAAS und Schmitz Cargobull gemeinsam mit NTT Data, Duvenbeck Kraftverkehr und MotionMiners sowie den Fraunhofer-Instituten IEM, IML, IOSB-INA und IAIS ein Modell für eine datengetriebene Fabrik der Zukunft erarbeiten – und direkt in realen Produktionsumgebungen umsetzen. Das Projekt hat ein Gesamtvolumen von 14,5 Millionen Euro und wird mit 9,2 Millionen Euro durch das Land Nordrhein-Westfalen gefördert.

„Das produzierende Gewerbe ist ein wesentlicher Wirtschaftsfaktor in Nordrhein-Westfalen. Das Projekt „Datenfabrik.NRW“ soll dafür sorgen, dass das auch in Zukunft so bleibt und unsere Wirtschaft bestmöglich für die digitale Transformation gerüstet ist. Ich freue mich, dass wir das Wissen und die Erfahrungen von Weltmarkführer*innen und Spitzenforschungseinrichtungen in diesem Projekt bündeln können, um die Produktion in unserem Land zukunftsfähig zu machen“, sagt Wirtschafts- und Digitalminister Professor Andreas Pinkwart bei seinem Besuch in Harsewinkel.

Die „Datenfabrik.NRW“ hat eine hohe Bedeutung für den Industriestandort OstWestfalenLippe. „Künstliche Intelligenz hat enorme Potenziale, um Maschinen und Anlagen effizienter und produktiver zu fertigen. Mit der Datenfabrik wollen wir Produktion komplett neu denken – und von der Fabrikplanung über die Fertigung bis zur Logistik Daten konsequent erfassen und verwerten. Von den Ergebnissen und Erfahrungen können produzierende Unternehmen in ganz OWL profitieren. it‘s OWL wird dafür Workshops, Rundgänge und Transferprojekte organisieren“, unterstreicht Günter Korder, Geschäftsführer der it‘s OWL Clustermanagement GmbH.

Wie kann der Einsatz von Augmented Reality (erweiterte Realität) in Unternehmen unterstützt werden? Eine der zentralen Fragen zur Arbeitswelt der Zukunft. (© it's OWL)

ServiceNavigator: Von der Gewinneridee zum erfolgreichen Start-up

Aus der Gewinneridee des Makeathons #horizonteOWL ist ein Projekt im Spitzencluster it‘s OWL geworden. Und darum geht’s: Die Gründe für den Ausfall einer Maschine sind vielfältig. Je länger die Fehlerbehebung dauert, desto größer ist der wirtschaftliche Schaden. Die App „ServiceNavigator“ soll Maschinenbauer*innen und -betreiber*innen unterstützen, Fehler automatisiert zu finden und zu beheben. Und das bis zu fünf Mal schneller als bisher. Von der Entwicklung der App können Unternehmen schon jetzt profitieren, indem sie sich am Projekt beteiligen.

Die App bietet ein automatisiertes Diagnosetool, das beim Auftreten eines Maschinenfehlers die Ursachenfindung und -behebung systematisiert. Sie soll Service-Techniker*innen dabei helfen, ihren Einsatz effizienter zu gestalten und ihr Wissen nachhaltig zu dokumentieren und zu klassifizieren. Für den Fall, dass Service-Techniker*innen, wie derzeit durch die Coronapandemie, auch mal nicht verfügbar sind, hilft das Tool den Betreibenden sogar zur Selbsthilfe. Neben der Automatisierung von „Diagnosen“ bietet der „ServiceNavigator“ auch die Automatisierung sogenannter „Routinen“ an. Diese assistieren nach der Ursachenfindung auch bei deren Behebung – Schritt für Schritt und mit visueller Unterstützung.

Die App wird in zwei Stufen ausgebaut. Zuerst motiviert sie erfahrene und immer rarere Fachkräfte, über eine einfache Nutzbarkeit und unterstützende Trainings- und Support-Funktionen zur Dokumentation von Service-Wissen. Die Systematik und Integration ermöglichen schließlich die Verwertbarkeit der Daten durch einen zugrundeliegenden Algorithmus. Dieser verarbeitet das Wissen, stellt es Techniker*innen wie Bediener*innen im Diagnose-Tool zur Verfügung und optimiert sich durch die regelmäßige Nutzung selbst.

Durch den „API-First-Ansatz“ der eigens entwickelten technologischen Basis funktioniert der „ServiceNavigator“ als eigenständige Software, ist aber auch integrierbar in bereits bestehende digitale Portale und Ökosysteme.

Von der Lösung verspricht sich das Projektteam eine bis zu fünf Mal schnellere Fehlerbehebung und einen messbaren Nutzen auf beiden Seiten, bei den Maschinenbauer*innen und -betreiber*innen. Erste Expertengespräche räumen dem „ServiceNavigator“ einen möglichen Effizienzgewinn von 50 Prozent ein und den Betreibenden eine bis zu zehn-prozentige Steigerung seiner Maschinenverfügbarkeit. Für den Vertrieb der Lösung will das Team ein Start-up gründen.

„Das Projekt zeichnet sich durch einen ungewöhnlich schnellen Transfer zwischen Grundlagenforschung, Geschäftsmodellentwicklung und Gründung aus. Dabei wird ein akuter Handlungsbedarf aus der Industrie zugrunde gelegt. Aus der Idee wird eine für den Markt relevante Lösung entstehen“, sagt Professor Roman Dumitrescu, Geschäftsführer it‘s OWL Clustermanagement.

Daher kommt die Idee

it‘s OWL organisierte im Mai 2020 den Makeathon in Kooperation mit dem Fraunhofer IEM und der OstWestfalenLippe GmbH, um während der Coronazeit neue Impulse für die Wirtschaft zu entwickeln. Knapp 200 Teilnehmer*innen waren dem Aufruf gefolgt und haben in 31 Teams insgesamt 15 Herausforderungen aus Unternehmen bearbeitet. Darunter war auch die Herausforderung der Unternehmen GEA, Kraft Maschinenbau und WP Kemper, deren Lösung nun zu einem eigenen Millionenprojekt des Siegerteams geworden ist.

Weniger als ein Jahr später fiel im Frühjahr 2021 nun der Startschuss für das besondere Projekt. „Wir sind begeistert, sowohl von der hervorragenden Idee und der schnellen Umsetzung in ein it‘s OWL Projekt, als auch von der Förderung durch das Land NRW. Es freut uns vor allem, zu sehen, dass aus dem Gewinnerteam zum größten Teil auch das Projektteam geworden ist“, sagt Günter Korder, Geschäftsführer it‘s OWL Clustermanagement GmbH.

Die Unternehmen GEA (Oelde), Kraft Maschinenbau und WP Kemper (beide Rietberg) arbeiten als Pilotunternehmen im Projekt und unterstützen das Projektteam bei der Co-Entwicklung und Validierung der Lösung. Weiteres Expertenwissen bekommt das Projektteam von der Digitalisierungsberatung UNITY Consulting & Innovation sowie dem Fraunhofer IEM, dem Fraunhofer IOSB-INA und dem Fraunhofer ENAS.

Mit dem Projekt „Datenfabrik.NRW“ startete 2021 eine weitere strategische Initiative im Spitzencluster it’s OWL. Ziel ist die Erprobung einer datengetriebenen Zukunftsfabrik in Realumgebung. (© Claas)

So kommt it‘s OWL in der Öffentlichkeit an

Mit innovativen Formaten hat it‘s OWL 2021 für überregionale Sichtbarkeit gesorgt. Gut besuchte Onlineveranstaltungen und erfolgreiche digitale Karriereevents für den Nachwuchs haben dafür gesorgt, dass die Aktivitäten des Technologie-Netzwerkes eine hohe Aufmerksamkeit in der Fachwelt erregt haben. Neben regelmäßigen Fach- und Pressebeiträgen sowie digitalen Veranstaltungen konnten gemeinsame Anzeigen wie bei den Verlagsspezials zur Hightech-Region OWL in der Wirtschaftswoche im Frühjahr 2021 und in der Frankfurter Allgemeinen Sonntagszeitung im November dank der Partner, wie dem Heinz Nixdorf Institut, umgesetzt werden.