So nutzt Siemens KI in der Produktion

Siemens AG

Ein Roboter der mit KI-Unterstützung Tetris spielt? Nein, wir wollen Sie nicht veräppeln. Doch um präzise zu sein, der KI-gestützte Roboter spielt Verpackungs-Tetris. Seine Aufgabe ist es, im Siemens Gerätewerk Erlangen über 8.000 selbst gefertigte Komponenten und Handelswaren automatisiert zu verpacken. Und zwar, ohne dass dazu Stammdaten erforderlich sind.

Dazu schlägt die KI nicht nur die geeignete Verpackungsgröße für den Versand vor, sondern befähigt den Roboter, unbekannte Objekte aufzunehmen und möglichst platzsparend in die vorgesehenen Versandverpackungen zu legen. Klingt nach Pillepalle und ist nicht sophisticated genug?

KI steigert Produktivität um 125 Prozent

Da widerspricht man in Erlangen doch glatt, denn die auf den ersten Blick einfach anmutende KI-Anwendung hat erhebliche wirtschaftliche Auswirkungen. So konnte Siemens in der Versandlogistik durch den KI-Einsatz seine Prozesse um rund 50 Prozent optimieren. Früher erforderliche Zwischenlager oder manuelle Eingriffe sind weggefallen.

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Zudem stieg die Arbeitsproduktivität zwischen 2019 und 2025 um 125 Prozent. Gleichzeitig konnten die CO₂-Emissionen um 25 Prozent reduziert werden, denn durch die optimierten Verpackungsgrößen gelang es, die Zahl der benötigten LKWs deutlich zu reduzieren. Ein Erfolg, der sich in barer Münze auszahlt.

Erlangen als digitaler Leuchtturm

Die KI-gestützte Versandlogistik ist nur eines von drei KI-Anwendungsbeispielen, die uns Siemens bei einem Besuch im Gerätewerk Erlangen zeigte. Im Erlanger Werk, das 2024 als einziger deutscher Produktionsstandort vom Weltwirtschaftsforum (WEF) als digitale Leuchtturmfabrik ausgezeichnet wurde, werden bereits über 100 KI-Algorithmen aktiv in der Produktion genutzt.

Dabei steht das Gerätewerk Erlangen, das Umrichter und Motion-Control-Produkte herstellt, vor der klassischen Herausforderung eines Hochlohnstandorts: Es muss mit seinen 1.000 Beschäftigten wettbewerbsfähig produzieren, hat aber keine klassischen Serienfertigungsbedingungen mit hochvolumigen Stückzahlen. Die Antwort darauf sind Lean Production und vor allem Digitalisierung und flexible Automatisierung. Die KI-Anwendungen im Werk zielen darauf ab, manuelle, zeitintensive oder Experten-abhängige Prozesse radikal zu optimieren.

KI als Baustein digitaler Evolution

So ist KI Für Siemens mehr als nur eine Zusatzfunktion, sondern ein strategisches Werkzeug zur grundlegenden Neugestaltung industrieller Wertschöpfung. Denn nur so kann das Werk laut Stephan Schlauss, Head of Global Manufacturing, im globalen Wettbewerb mit zwölf anderen Standorten bestehen. Und dank Digitalisierung seine Produktivität jährlich um etwa sieben Prozent steigern.

Dabei ist die KI nur ein Baustein der langen digitalen Evolution in Erlangen. Andere verwendete Techniken sind

• Digital Twins,
• Machine Learning,
• Edge und Cloud Computing,
• Software-defined Automation,
• IoT,
• Networks,
• Industrial Metaverse,

um nur einige zu nennen.

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Gleichzeitig ist das Werk, so Schlauss, „das wichtigste Testlabor, es dient als sogenannter Kunde Null“. Was in Erlangen Serientauglichkeit bewiesen hat, ist explizit für die Skalierung in der Industrie gedacht. Die Herausforderung und der Maßstab sind dabei, dass die neue Technologie nicht nur an einem Standort effektiv sein darf, sondern im gesamten Werksnetzwerk – von der mechatronischen Bearbeitung bis zur Leistungselektronik – Wirkung entfalten muss.

Skalierung ist oberstes Gebot

Die Fähigkeit zur Skalierung im eigenen, komplexen Fabriknetz ist der Testfall dafür, dass die Lösung anschließend in der gesamten diskreten Industrie eingesetzt werden kann. Darüber hinaus hat das Gerätwerk die Rolle eines Digital Industries Showcase. Unter dem Namen „The Impact“ präsentiert Siemens dort im Digital Experience Center vielfältige Lösungen für das Digital Enterprise.

Im Zentrum der KI-Transformation stehen dabei die “Siemens Industrial Copilots” – eine Klasse von Assistenzsystemen, die direkt in Engineering und auf dem Shopfloor kontextbezogene Entscheidungen unterstützen. Ein solcher Anwendungsfall ist etwa die intelligente Fehlerdiagnose und -behebung, insbesondere an Lötanlagen.

KI in der Wartung

Ein industrieller KI-Assistent – der im Rahmen konkreter Use Cases kontinuierlich weiterentwickelt wird – analysiert hierbei Prozessdaten in Echtzeit und erkennt Muster. Der Clou: Dieser Copilot nutzt LLMs, um schwer verständliche oder komplexe Fehlermeldungen in natürliche Sprache zu übersetzen und daraus konkrete Lösungsvorschläge abzuleiten. Diese Vorschläge basieren auf einer breiten Wissensbasis, die technische Dokumentationen, Entstörungsdaten und historische Handbücher umfasst.

Dieser Ansatz hat laut Siemens zwei entscheidende Vorteile: Einerseits reduziert er die Abhängigkeit von Expertenwissen. Anderseits stärkt er gleichzeitig die Selbstständigkeit der Maschinenbediener und des Instandhaltungspersonals, da sie sofortigen Zugriff auf relevante Informationen erhalten. Erste Ergebnisse zeigen laut Produktionschef Schlauss eine deutliche Effizienzsteigerung sowie eine Qualitätsverbesserung in der Instandhaltung.

Digitaler Zwilling als KI-Datenlieferant

Auch im Bereich der intelligenten Automatisierung (wie Bin Picking) und der optischen Inspektion spielt KI in Erlangen eine Rolle. Bislang stellte der hohe Bedarf an gelabelten Trainingsdaten eine zentrale und arbeitsintensive Hürde dar.

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Die Experten des Werks haben jedoch eine innovative Lösung entwickelt: Eine Pipeline generiert fotorealistische Trainingsdaten automatisch auf Basis des digitalen Produktzwillings. Für das Training eines neuen Teils oder einer neuen Produktvariante ist lediglich der digitale Zwilling notwendig. Dieser Ansatz reduziert den Aufwand für die Datensatz-Erstellung auf einen Bruchteil des manuellen Prozesses und beschleunigt den Rollout intelligenter Automatisierungslösungen erheblich.

Allianz mit Microsoft

Basis für die industrietauglicher KI-Assistenten ist die strategische Allianz zwischen Siemens und Microsoft. Hierbei bringt Siemens sein tiefes Prozessverständnis und die jahrzehntelange Erfahrung in der Automatisierung ein. Microsoft liefert im Gegenzug die KI-Plattform über die Azure OpenAI Services. Gemeinsam entwickeln die Unternehmen KI-Assistenten, die über die reine Datenanalyse hinausgehen und kontextbezogene Entscheidungen direkt an der Maschine und im Engineering unterstützen sollen.

Später in der Produktion, so war in Erlangen zu hören, werde die KI aber durchaus On-Premises betrieben. So will man nicht nur möglichst geringe Latenzzeiten erreichen, sondern auch die eignen Daten schützen.