KI in der EMS-Branche „Künstliche Intelligenz wird das EMS- Geschäftsmodell grundlegend verändern“

Anbieter zum Thema

IMA Institut für Markenent- wicklung und Kommunikations- beratung GmbH

Fritsch Elektronik GmbH

MES Electronic Connect GmbH & Co. KG

Syslogic GmbH

Eurocircuits GmbH

Der Niedergang der mittelständischen EMS-Branche in Deutschland und Europa wird mit beständiger Regelmäßigkeit beklagt. Gab es bislang durch kluge Investitionen in die maschinengestützte Prozessoptimierung, durch schnellere Fertigung, marktkonforme Preisgestaltung und gesicherte Lieferzeiten Möglichkeiten, sich mit klassischer Bestückung am Markt zu halten, sind diese Zeiten nun vorbei. Sie sind inzwischen kein Alleinstellungsmerkmal mehr, man setzt die Leistungen als Standard voraus.

Arbeitserleichternde Technologien, kritisch gesehen

„Es herrscht eine tiefsitzende Zukunftsangst in den Reihen der kleineren und mittelständischen EMS-Unternehmen. Hier, wie auch in anderen Branchen, spürt man so etwas wie eine Zeitenwende“, meint der im badischen Achern ansässige Unternehmer Matthias Sester. Grund dafür seien seiner Meinung nach nicht so sehr die Folgen der jüngsten krisengeschüttelten Jahre. Sie hätten lediglich zu altbekannten, marktverändernden Situationen geführt, wie sie beispielsweise in der EMS-Branche an Allokationszyklen abzulesen sind, wenn auch in einer bislang ungeahnt größeren und länger anhaltenden Dimension.

Das eigentliche, tiefgreifende Problem, so Sester, läge eher im Fortschreiten der Digitalisierung in nahezu alle Bereiche der Gesellschaft hinein. Sie lässt die Geschwindigkeit und das Ausmaß der Veränderung in jedem Lebensbereich spürbar werden. Die damit einhergehende Entwicklung, die der so genannten Künstlichen Intelligenz (KI), ließe nicht nur die Segnungen technischer Innovationen und Prozessveränderungen erkennen, erörtert Sester weiter. Prognosen, dass Software mit künstlicher Intelligenz Arbeitskräfte ersetzen werde, so wie einst die Automatisierung viele Arbeitsstellen in den Fabriken wegfallen ließ, sind nicht neu.

Deep Learning, die spezielle Informationsverarbeitung nach dem Vorbild des menschlichen Gehirns, bei der KI mehr Daten in kürzester Zeit analysiert, als es der Mensch vermag, selbstlernend Muster erkennt und eigenständig Prognosen und Entscheidungen trifft, bringen Erleichterung im Arbeitsprozess, führen zugleich auch zur Verunsicherung in der Arbeitswelt. Kleinere EMS-Betriebe sorgen sich angesichts grundlegender technologischer Veränderungen, die damit einhergehen, sehen sich vor große Investitionsaufgaben gestellt. Nicht selten stellen sich zudem Arbeitende angesichts dieses Einschnitts die Frage, ob sich so der Mensch mit seinem Wissen und Denken in absehbarer Zeit überflüssig macht.

Chat-GPT, die weltweit erst seit kurzem zugängliche, sprach- und textbasierte Chatbot-Software, antwortet gezielt auf Fragen, mit einem schier unerschöpflichen Potenzial an Daten aus dem Netz. Ein Tool, das sich vor allem für Dialog-Anwendungen, als Ideengeber und Inspirationsquelle eignet, arbeitet mit einer Präzision von bislang ungeahntem Ausmaß. Eine derartige Entwicklung schürt den ungefilterten Glauben an die Allmacht und zeigt zugleich die Ohnmacht gegenüber der KI. Mira Murati ist als Technischer Vorstand beim Unternehmen „OpenAI“ für das in dem Hause entwickelte Chat-GPT verantwortlich. Sie warnt vor den Risiken künstlicher Intelligenz, fordert Regulierungen durch Aufsichtsbehörden und zugleich einen breiten gesellschaftlichen Dialog.

Verunsicherung muss der Aufklärung weichen

„Der Begriff „Intelligenz“ in Bezug auf KI ist einfach irreführend. Weithin wird immer noch angenommen, dass das Füttern von Learning-Maschinen und -Programmen mit hohen Datenbeständen zu menschengleichem, autonomem Denken, zu gleichwertiger, bisweilen höherer Intelligenz führt“, schildert Matthias Sester. Gerade in den Arbeitsbereichen, in denen KI gestützte Programme erkenn- und messbar nicht nur eine effizientere Prozessführung mit sich bringe, sondern auch zu Arbeitserleichterungen führe, müsse wahre Aufklärungsarbeit betrieben werden. „KI“ arbeite nur auf Basis bekannter Daten, Datenzusammenhänge und Logiken, um Muster und Modelle zu erkennen. Autonome Denkprozesse seien so nicht möglich, da müsse das System befähigt sein, sich selbst Aufgaben zu geben, zu Ergebnissen gelangen, die wir unter Kreativität verstehen, eben „quer“ zu denken.“ Das sei schlichtweg nicht möglich.

Wo die Abgrenzung zwischen den Vorteilen und der Begrenztheit der KI liege, verdeutlicht Sester am Schach-Spiel zwischen Mensch und Maschine: „Grundlage der Funktion ist das reine Einspeisen aller jemals auf der Welt gespielten Schachzüge. Dies macht das System lediglich durch Geschwindigkeit zum unerreichten Sieger, durch Verarbeitung komplexer Daten, weit über das menschliche Vermögen hinaus, nicht durch logische Schlussfolgerung, die zu neuen Zügen führen kann“. Auch das autonome Fahren basiert nach Sesters Meinung lediglich auf Mustererkennung, mit Grenzen, wenn es ums Denken und Entscheiden geht, bei Gefahrensituationen, bei denen – ohne einen anderen Ausweg – zu entscheiden ist, ob ein Siebzigjähriger mit noch geringer Lebenserwartung oder eine Mutter mit Kind einen Unfall erleiden: „Dieser Umstand wird sich auch in absehbarer Zeit nicht ändern.“

Folglich dürfte der Einsatz künstlicher Intelligenz auch künftig nicht darauf ausgelegt sein, dem Menschen das Wissen und Denken abzugewöhnen. Vielmehr führt KI-gestützte Prozessführung mehr zur Verlagerung der Fähigkeiten von Fachkräften in angegliederte Arbeitsbereiche, auf ein kognitiv anderes Niveau. Sester: „Wir müssen die KI sorgsam geprüft dort einbringen, wo sie Arbeitserleichterung und effektivere Prozessführung mit sich bringt. So werden Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter von monotonen, oft händisch ausgeführten Arbeiten befreit und beispielsweise durch begleitende Schulung an qualitativ höhere Aufgaben herangeführt.“ Für unerlässlich sieht Sester auch die Aufgabe, insbesondere zu Beginn eines Projekts jene Menschen mitzunehmen, die bislang die Prozesse manuell ausgeführt haben, sie mit einzubeziehen und an der Lösung teilhaben zu lassen. Auch das trage schließlich zur Arbeitsplatzsicherung und zur Zufriedenheit des Personals bei.

KI im Produktionsprozess zeigt messbaren Erfolg

Dass dies in der EMS-Fertigung bereits auf KI-Basis geschieht, zeigt sich offenkundig im Arbeitsbereich der Fehlerdetektion bei bestückten Leiterplatten, der Automatischen Optischen Inspektion (AOI).

Ein fertig entwickeltes Design stellt mit zunehmender Bestückungsdichte hohe Herausforderungen an den Fertigungs- und Prüfungsprozess. Erfolgt das Prüfen auf technische Fehlstellen über eine AOI-gestützte, vergleichende Bildanalyse, führt dieses Verfahren zu einer hohen True-Negativ-Rate. Bei vielen funktionsfähigen Platinen werden so Bauteile als fehlerhaft klassifiziert. In der Folge verursacht die visuell und messtechnisch zeitaufwändige Prüfung spürbare Folgekosten. Eine Optimierung dieses Verfahrens stößt schnell an seine Grenzen, da auch menschliche Schwächen nicht auszuschließen sind.

Das KI-gestützte Verfahren setzt hingegen Aufnahmen von bestückten Leiterplatten in Algorithmen um. Im Transformationsprozess über qualitativ hochwertige Trainingsdaten ergibt das hohe durch Deep-Learning- und Machine-Learning-Module geschickte Datenvolumen im KI-Selbstlernprozess eine optimierte True-negative-Rate. Timo Brune, Projektleiter beim Fraunhofer Institut für angewandte Informationstechnik, FIT, attestierte diesem Prozess gegenüber dem bisherigen AOI-Verfahren schon vor gut einem Jahr eine Einsparung von Produktionsressourcen von rund 20 Prozent, mit steigender Tendenz.

Event-Tipp

Das Managementtreffen für die EMS-Branche

Der EMS-Tag gilt als eines der wichtigsten Managementtreffen der Branche, bei dem aktuelle Veränderungen, erfolgversprechende Strategien, generelle Managementfragen und wichtige technologische Entwicklungen in der Elektronikwelt analysiert und diskutiert werden. Das Programm bietet praxisorientierte Vorträge und interessante Einblicke in den EMS-Markt.

Jetzt informieren

Inzwischen erkennen EMS-Dienstleister, insbesondere jene Unternehmen mit reichlich finanziellem und personellem Potenzial und einer gesicherten Marktkompetenz, die enormen Möglichkeiten für die KI-basierte Prozessoptimierung im großen Stil. Kleinere und mittelgroße Mitstreiter am Markt müssen überlegen, mit welcher geschickten Strategie sie mit auf den prozessoptimierenden Zug aufspringen können, schon allein um nicht unterzugehen.

KI-gestützte Disposition - Chance auf neue Kernkompetenz

Der Markt zwingt zum Umdenken, die EMS-Kompetenz erfährt eine komplette Veränderung: Noch vor drei Jahrzehnten stand das reine Fertigen im Fokus der EMS-Dienstleistung, es wurde schlichtweg solide Qualität nachgefragt und als Alleinstellungsmerkmal deklariert. Vor 15 Jahren spielte Qualität als herausragendes Leistungsmerkmal schon keine Rolle mehr, man setzte sie schlichtweg voraus. Preis, Geschwindigkeit und Lieferzeit waren nunmehr die wettbewerbsfähigeren Komponenten. Inzwischen sind auch diese Aspekte wenig zur Profilierung geeignet, aufgrund des technischen Gleichklangs der meisten Geräteparks.

Die künftige Kernkompetenz erwächst aus einem Problem

Eine gravierende Schwachstelle, im Rückblick vergangener und zum Teil noch anhaltender Krisen, sieht Fritsch-Geschäftsführer Matthias Sester für EMS-Unternehmen in der künftigen Bauteilbeschaffung. Er macht hier einen schon jetzt sichtbaren, ungeahnt hohen Distributionsbedarf aus, um bei der Bauteilsuche ausreichend fündig zu werden – nicht zuletzt, weil Europa als Absatzmarkt für Bauteile so gut wie keine Rolle spielt. So weist der jüngste Smith Marketing Intelligence Report unverblümt aus:

Der Fokus für Bauteilhersteller und -lieferanten liegt, weltweit betrachtet, rein mengenmäßig eindeutig auf dem Markt für Consumer-Produkte: 30 Prozent für PCs, 30 Prozent für Kommunikation, der Rest ist Bedarf für Unterhaltungselektronik und geht in die Automobilindustrie, sehr wenig in die restliche Industrie.

Für Europa gibt es dafür schlichtweg keinen Markt. Hier stellt sich das Bild gänzlich anders dar. Zumeist ist es die Industrie, die hier bedient werden will, ein Absatzmarkt, der weltweit deutlich unterrepräsentiert ist. Halbleiter machen hier die Hälfte des gesamten Bauteilmarktes aus.

Generell spielt Europa als Absatzmarkt für Bauteile keine sonderliche Rolle. Die Hersteller fokussieren sich primär auf China und die USA. Im Vergleich: Allein Apple und Samsung beziehen die doppelte Menge aller in Europa verwendeten Bauteile.

Ein Dilemma, das bei der Recherche von Einzelbauteilen, beim Ermitteln von Alternativen und Ersatzteilen wesentlich mehr Bezugsquellen in Anspruch nehmen muss. Das wird die Personal- und Investitionskosten künftig weiter in die Höhe treiben.

Wie aus der Not ein neues Geschäftsmodell entsteht

Bis vor zwei Jahren lag das bisherige EMS-Geschäftsmodell noch im Dornröschenschlaf: EMS-Unternehmen erhielten bis dahin zumeist ihre Fertigungsaufträge, fertigten, lieferten und schrieben ihre Rechnungen. Von einhundert bestellten Bauteilen ließen sich neunundneunzig problemlos beschaffen. Beim Nachverhandeln war man gelegentlich gezwungen nach einer Alternative zu suchen. Und dazu war in der Regel eine Fachkraft bemüht.

Heute zeigt sich ein komplett anderes Bild: Zehn Bauteile weisen meist eine mühelose Bestellung aus. Bei 90 Bauteilen ist nicht selten individuelle Recherche gefordert. Der Grund: schwierigere Marktbedingungen auf dem Beschaffungsmarkt, geringere Verfügbarkeit. Auch wenn sich eine derart angespannte Situation zwischendurch leicht verbessert zeigt – das Grundproblem bleibt bestehen.

Hier helfen KI-Systeme, die Anfragen deutlich schneller zu verarbeiten. Auch und gerade, weil eine Bauteil-Verfügbarkeit nicht selten mittelfristig, auf eine Fünf-Jahres-Vorschau zu ermitteln ist, weit, bevor die Stückliste geschrieben wird. Weit vorher, in der Vorphase der Auftragsverarbeitung setzt so bereits die Recherche, die Überprüfung der Verfügbarkeit ausgewählter Bauteile schon an: elektronische Risikoanalyse der Stückliste, bevor der Kunde das Produkt freigibt. Wer hier als EMS-Unternehmen gut aufgestellt ist, erhält die Chance für sich, eine neue Kernkompetenz zu generieren.

Voraussetzung dafür bleibt eine grundlegende Investition in die Zukunft, in die Implementierung eines im Feld erfolgreich erprobtes und funktionierendes KI-System. Die Anforderungen sind hoch, doch der der Lohn bleibt nicht aus, wenn alle Dispositionsprozesse in konzertierter Form im Datenaustausch zusammenarbeiten. Die Fritsch Elektronik bediente sich hier des Wissens eines Karlsruher StartUps, der etit systems GmbH. Sie kapriziert sich auf die Einbindung von bedarfsgerecht angepassten Satellitensysteme in das ERP-System. So war die interdependente Nutzung aller zur Disposition einzubindenden Stellen, die Bündelung und Auswertung und Aufbereitung komplexer Datenbestände, sichergestellt. Mit nur geringem Aufwand gelingt nun die Analyse von Stücklisten, können Marktanalysen zur Bauteilbeschaffung anhand von Schnittstellen erarbeitet werden, die kundenseitig zur Verfügung stehen. Der Status EMS-eigener Bauteilbestände wird ebenso mit einbezogen, wie auch die vom Kunden gelieferten Stücklisten. Ein KI-gestützter Vorgang, der bislang rein händisch und somit zeitaufwändig vonstattenging. Insbesondere im Wissen um die notwendige, zunehmende Bauteilrecherche kann diese Arbeit künftig nur schwer ohne KI-System schnell, auf breiter Basis und effizient erfolgen.

Konsequenzen für kleinere EMS-Unternehmen

„Was ich sehe“, fügt Matthias Sester resümierend an, „sind eine Vielzahl kleinerer EMS-Unternehmen, denen für die Zeitenwende die notwendige Infrastruktur schlichtweg nicht zur Verfügung steht. Sie bedienen dazu einfach zu geringe Stückzahlen“. Sester stellt dazu die Frage, ob diese Dienstleister sich künftig noch auf dem Markt werden halten können. Es wird hart, wenn unter diesen Bedingungen der Wille und das Potenzial zum Wachsen nicht angelegt ist. Allein durch unabänderliche Wartezeiten bei der Bauteillieferung, falls EMSler oder Kunden zeitlich nicht vordisponieren, wird die Auslastung kaum gelingen. Möglicherweise trennt dieser Sprung in die KI basierte Welt die Spreu vom Weizen und jene am Rande des Geschehens bilden eine neue Riege. Sie werden so möglicherweise zur verlängerten Werkbank des Kunden. Der stellt das Material bei – und sie fertigen nur noch in geringem Lohnauftrag. „EMS-Betriebe im mittelständischen Bereich, die das Material zu beschaffen haben“, schließt der gebürtige Badener Sester, „brauchen jedoch diese zeitgemäße Infrastruktur, den Marktzugang. Das wird nur gelingen, wenn grundlegend die Bereitschaft besteht, Kooperationen einzugehen. Auch das wird eine Zeitenwende geben, der ich mit viel Interesse entgegensehe.“  (mbf)

(ID:49644376)