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Spitzencluster „it's OWL“

Künstliche Intelligenz für die Produktion von morgen

Corona stellte Unternehmen und den Spitzencluster bundesweit vor große Herausforderungen. it‘s OWL begegnete diesen Herausforderungen mit innovativen Formaten und strategischen Initiativen. Ein Makeathon brachte der Gewinneridee eine Million Euro, ein neues Kompetenzzentrum untersucht, wie der Einsatz von Künstlicher Intelligenz die Arbeitswelt verändert, und der KI-Marktplatz ist gestartet.

Gemeinsam mit inzwischen über 200 Partnern arbeitet it‘s OWL daran, die digitale Transformation in Ostwestfalen-Lippe erfolgreich zu gestalten. In Innovationsprojekten entwickeln Unternehmen und Forschungseinrichtungen Lösungen in den Bereichen Künstliche Intelligenz, digitale Plattformen, digitaler Zwilling und Arbeitswelt der Zukunft. Dabei arbeiten derzeit 42 Unternehmen und Forschungseinrichtungen in 16 Innovationsprojekten zusammen. Hinzu kommen sechs Innovationsprojekte, die im September 2020 für die dritte Tranche der NRW-Förderung ausgewählt wurden und voraussichtlich im März 2021 mit einem Gesamtvolumen von 9,2 Millionen Euro starten.

Und auch der Transfer im Spitzencluster funktioniert: In Transferprojekten können kleine und mittlere Unternehmen gemeinsam mit einer Forschungseinrichtung konkrete Herausforderungen der digitalen Transformation lösen. Bisher sind über 50 Unternehmen in einem Transferprojekt konkrete Herausforderungen der digitalen Transformation ihres Unternehmens angegangen. Dabei sind über eine Million Euro Fördermittel an kleine und mittlere Unternehmen aus der Region vergeben worden. Auf dem digitalen Transfertag im September 2020 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 23 Projekte mit einem Volumen von 75 Millionen Euro auf den Weg gebracht.

Für die Erschließung von Technologiefeldern haben neue strategische Initiativen, die it‘s OWL mit vielen Partnern, wie dem Heinz Nixdorf Institut, initiiert hat, eine zentrale Bedeutung. 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 ‚KI in der Arbeitswelt des industriellen Mittelstands (KIAM)‘. Das Kompetenzzentrum KIAM hat als eins von zwei Konzepten die Jury im BMBF-Wettbewerb zur Arbeitsforschung überzeugt.

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, Anwender und Experten 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 sollen 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 eine weitere strategische Initiative von it‘s OWL, das neue Kompetenzzentrum „KI für die Arbeitswelt des industriellen Mittelstands“ (KIAM), das am 1. Oktober im Rahmen des Spitzenclusters gestartet ist. 18 Hochschulen und Unternehmen entwickeln gemeinsam mit der IG Metall konkrete Ansätze für Arbeitsplatzgestaltung und Qualifizierung. Das Kompetenzzent­rum wird in den nächsten fünf Jahren mit 10,7 Millionen Euro durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert (Projektvolumen 12,2 Millionen Euro).

„Mit dem Kompetenzzentrum 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 it‘s OWL Clustermanagement GmbH und Vorstandsmitglied am Heinz Nixdorf Institut.

Das Kompetenzzentrum KIAM führt Erkenntnisse der Arbeitsforschung im Zukunftsfeld Künstliche Intelligenz zusammen. Themenschwerpunkte sind beispielsweise Arbeitsplatzgestaltung, Kompetenzentwicklung und Change Management. KIAM wird getragen 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 und Weidmüller und die IG Metall.

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 Beschäftigte. 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 eine KI-gestützte Absatzplanung. Kannegiesser will die Sortierung von Wäsche optimieren.

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.

Das Kompetenzzentrum KIAM führt Erkenntnisse der Arbeitsforschung in dem Zukunftsfeld Künstliche Intelligenz zusammen. (© AdobeStock/Gorodenkoff)

Wartung vereinfachen und digitaler Zwilling
Bis Ende 2020 arbeitete it‘s OWL außerdem im Rahmen des Projekts BOOST 4.0, der größten europäischen Initiative für Big Data in der Industrie, mit 50 Partnern aus 16 Ländern an unterschiedlichen Anwendungsszenarien für Big Data in der Produktion. Bei einer Produktionslinie des Automobilzulieferers BENTELER lag der Fokus auf Predictive Maintenance: Dank systematischer Erfassung und Auswertung von Maschinendaten einer hydraulischen Presse und einer Materialfördereinrichtung ist es nun möglich, Muster im Produktionsprozess zu erkennen.

Das Fraunhofer IEM hat dafür mithilfe von intelligenten Algorithmen ein Vorgehensmodell für die Implementierung von vorausschauender Instandhaltung entwickelt. Mit Erfolg: In den vergangenen zwei Jahren konnte die Vorhersage von Maschinenausfällen durch maschinelle Lernverfahren entscheidend verbessert werden. Die Durchschnittszeit für Reparaturen konnte bisher um mehr als 30 Prozent gesenkt werden, eine weitere Reduzierung um 30 Prozent ist zu erwarten. Auch die Anzahl der Maschinenausfälle konnte erheblich verringert werden. So ist die Durchschnittszeit zwischen den Ausfällen mittlerweile sechsmal so lang wie früher. Darüber hinaus wird erwartet, dass die Gesamtanlageneffektivität um fünf Prozent gesteigert werden kann.

it‘s OWL Makeathon: Gewinneridee wird mit bis zu einer Million Euro gefördert
Um die Revolution von Service-Leistungen im Maschinenbau ging es indes beim it‘s OWL Makeathon #horizonteOWL. Sechs Studierende und Experten aus Forschungseinrichtungen und Unternehmen hatten sich im Mai 2020 mit ihrer Idee gegen knapp 200 Teilnehmer/innen und 30 weitere Teams durchgesetzt. Bei der Online-Veranstaltung ging es darum, Lösungen für konkrete Herausforderungen zu erarbeiten, denen sich Unternehmen durch die Corona-Krise stellen müssen. Die Gewinneridee soll nun mit bis zu einer Million Euro Förderung umgesetzt werden.

„Das ist der Wahnsinn. Wir freuen uns riesig, dass wir mit diesem tollen Team an der Idee weiterarbeiten können. Es war eine unglaubliche Erfahrung und wir glauben an die Idee“, freute sich Teilnehmerin Caroline Junker vom Fraunhofer IEM.

Die Gewinner-Idee: die App ‚ServiceNavigator‘. Tritt ein Problem an einer Maschine auf, hilft die App dank einem Diagnosetool unter anderem, den Fehler zu kategorisieren, und bietet direkt Lösungen für das Problem an.

Die Herausforderung hatten die Unternehmen GEA (Oelde), Kraft Maschinenbau und WP Kemper (beide Rietberg) für den Makeathon gestellt. Im Team hat Caroline Junker zusammen mit Matthias Kreinjobst, Maximilian Bersch (Werkstudent GEA), Patrick Deutschmann (Student), Sina Kämmerling (Unity AG) und Alexander Diedrich (Fraunhofer IOSB-INA) gearbeitet.

BOOST 4.0: Ein Demonstrator zeigt, wie Maschinenfehler in einer Produktionsumgebung dank Datenanalyse und Methoden des maschinellen Lernens vorhergesagt werden. (© it‘s OWL)

Minister Pinkwart lobt Engagement der Teilnehmer/innen
„Wir sind begeistert von den hervorragenden Ideen, die im Rahmen des Makeathons entstanden sind. Alle Präsentationen haben überzeugt und verdeutlicht, wie viel Know-how, Kreativität und Leidenschaft die Teilnehmer/innen investiert haben. Ich bin überzeugt, dass wir neben dem Gewinner noch viele weitere Ideen in die Umsetzung bringen werden“, sagt Günter Korder, Geschäftsführer it‘s OWL Clustermanagement GmbH. it‘s OWL hat den Makeathon in Kooperation mit dem Fraunhofer IEM und der OstWestfalenLippe GmbH organisiert, um neue Impulse für die Wirtschaft zu entwickeln. Knapp 200 Teilnehmer/innen waren vom 27. bis 29. Mai dem Aufruf gefolgt und haben in 31 Teams insgesamt 15 Herausforderungen aus Unternehmen bearbeitet. Wirtschafts- und Digitalminister Professor Andreas Pinkwart, der das Finale am Freitag ebenfalls verfolgte, lobte das Engagement der Teilnehmer/innen: „Der Makeathon ist ein toller Wettbewerb. Denn hier soll die Gewinneridee direkt in die Umsetzung gebracht werden. Dafür stellen wir gerne Fördermittel des Landes bereit. it‘s OWL leistet mit dem Makeathon wieder Pionierarbeit für Nordrhein-Westfalen.“

Eine hochkarätige Jury hat die Konzepte der Finalisten, unter anderem nach deren Mehrwert für die Region und Beitrag zur Krisensicherheit, bewertet und den Sieger gekürt.

„Alle fünf Teams haben in kurzer Zeit unter enormem Druck tolle Lösungen entwickelt. Das Gewinnerteam hatte den besten Fit aus Innovationsgrad, Mehrwert für den Kunden, Resilienz, Geschäftsmodell und Monetarisierung“, sagt Jurymitglied Dr. Stefan Breit, Geschäftsführer Miele. Zuvor hatte Breit zusammen mit den weiteren Jurymitgliedern Roland Bent (Geschäftsführer Phoenix Contact), Sebastian Borek (Geschäftsführer Founders Foundation), Professor Otthein Herzog (Professor Universität Bremen) und Professor Ingeborg Schramm-Wölk (Präsidentin Fachhochschule Bielefeld und Vorsitzende Campus OWL) drei Finalisten bestimmt. Zwei weitere Teams sind durch eine öffentliche Abstimmung ins Finale gekommen. Ihre Videos wurden am häufigsten angesehen. Dabei stoßen die Ideen der Teilnehmer/innen auf großes Interesse. Zuschauer hatten die 31 Ideen insgesamt über 35.000 Mal aufgerufen und knapp 800 Stunden angeschaut.

Das Sieger-Team „The Remotiers“ bejubelt zusammen mit Jury und Organisatoren den Gewinn des it‘s OWL Makeathons #horizonteOWL im Juni 2020. (© it‘s OWL)

Von der digitalen Maschinensteuerung bis zum kontaktlosen Kassensystem
Die Bandbreite der Themen deckte dabei viele Aspekte ab, die für Unternehmen bundesweit während der Corona-Krise in den Fokus gerückt sind: von digitalen Services und Vertriebsmodellen über die Neugestaltung von Zuliefernetzwerken und autonomem Warentransport bis hin zu kontaktlosen Kassiersystemen und sicheren Desinfektionsmaßnahmen. Aber auch um die Vereinbarkeit von Homeoffice und Kinderbetreuung sowie neue Formen der digitalen Zusammenarbeit und Qualifizierung ging es.

Die Themen waren von 18 Unternehmen entwickelt worden. Darunter waren die Clusterunternehmen Benteler, Bette, Claas, GEA, KEB Automation, Miele, Kraft Maschinenbau, Phoenix Contact, S & N Invent und WP Kemper. Aber auch Start-ups wie Coverno, Unchained Robotics und Two Pillars haben sich beteiligt, genauso wie die Bielefelder Stadtwerke und die Brancheninitiativen.

Dr.-Ing. Arno Kühn, Leiter Strategie/FuE, im Spitzencluster it‘s OWL während seiner Liveschalte auf den Digital Days der Hannover Messe. (© it‘s OWL)

So kommt it‘s OWL in der Öffentlichkeit an
Doch nicht nur mit dem innovativen Format eines Makeathons hat it‘s OWL 2020 für überregionale Sichtbarkeit gesorgt. Die Aktivitäten des Technologie-Netzwerkes fanden eine hohe Aufmerksamkeit in der Fachwelt. Neben regelmäßigen Fach- und Pressebeiträgen sowie digitalen Veranstaltungen konnten gemeinsame Anzeigen wie beim Verlagsspezial in der Frankfurter Allgemeinen Sonntagszeitung zur Hightech-Region OWL im November dank der Partner, wie dem Heinz Nixdorf Institut, umgesetzt werden.