Elektronikfertigung Zwischen Innovation und Abhängigkeit: KI in der Elektronikentwicklung

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Künstliche Intelligenz und Machine Learning haben das Potenzial, den gesamten Entwicklungsprozess zu revolutionieren. Besonders die Automatisierung komplexer Designaufgaben und die Verbesserung der Qualitätssicherung durch präzise Fehlerdiagnosen stehen hier im Fokus. Doch KL und ML schaffen auch neue Herausforderungen.

Die Industrie ist im Wandel und künstliche Intelligenz (KI) und maschinelles Lernen (ML) spielen dabei zunehmend eine zentrale Rolle. Das gilt auch für die Entwicklung und das Design von Elektronikkomponenten. Ebenso tragen künstliche Intelligenz und Machine Learning zu einer gesteigerten Effizienz und beschleunigten Innovationsprozessen bei.

Bei allem Enthusiasmus für die großartigen Visionen, die diese Technologien ermöglichen, bringen sie auch einige Herausforderungen mit sich. Hohe Komplexität und Implementierungskosten, mögliche Sicherheitsrisiken und die Abhängigkeiten von einigen wenigen Technologieunternehmen werden als die größten Hürden angesehen. Um diese zu überwinden, brauchen Unternehmen eine klare Strategie für die Implementierung von KI und ML.

Tobias Wölk, Produktmanager Automatisierungstechnik und Aktive Bauelemente bei Reichelt Elektronik beleuchtet die transformative Wirkung von KI und ML auf die Elektronikindustrie und ihre Implikationen für die Zukunft.

KI und ML in der Entwicklung und Produktion von Elektronikkomponenten

Die Implementierung von künstlicher Intelligenz revolutioniert aktuell die traditionellen Methoden in der Konzeption und Fertigung von Elektronikkomponenten.In der Designoptimierung von Produkten und Modellen ermöglicht KI komplexe Berechnungen, die weit über die Kapazitäten menschlicher Entwickler hinausgehen.

Bei der Entwicklung von integrierten Schaltkreisen lernen Algorithmen aus Hunderten von Design-Iterationen. Hier kann der Einsatz von KI zu signifikanter Beschleunigung führen. Laut einer Studie von McKinsey wird die Arbeitszeit in der Fertigung für technische Entwickler bis 2023 zu 26 Prozent von KI übernommen. Die hochentwickelten Technologien führen zu einer spürbaren Reduktion der Entwicklungszeiten und –kosten.

Fehlererkennung und Qualitätssicherung werden durch maschinelles Lernen revolutioniert, da KI im Produktionsprozess live mit echten Daten lernt – ein entscheidender Unterschied zu bisherigen Algorithmen. KI-Systeme sind in der Lage, auch kleinste Abweichungen während des Fertigungsprozesses zu identifizieren. Somit können Ausfallzeiten und kostspielige Produktionsfehler erheblich reduziert werden. Durch fortlaufende Datenanalysen und Anpassungen verbessern sich die Algorithmen kontinuierlich, was in der Produktionskette zu einer durchgehend hohen Qualität führt.

Mittels KI die Time-to-Market verkürzen

KI-gestützte Simulationen und Vorhersagemodelle bilden eine entscheidende Grundlage für beschleunigte Entwicklungsprozesse und die Generierung von Innovationen. KI-Systeme können in der Materialforschung beispielsweise die Entdeckung neuer Materialien für Batterietechnologien beschleunigen, indem aus Tausenden chemischer Verbindungen schnell die vielversprechendsten Varianten identifiziert werden. Damit steigt auch die Fähigkeit, zügig auf Marktanforderungen zu reagieren und die Geschwindigkeit des Innovationszyklus zu erhöhen – das ist besonders in einem schnelllebigen Marktumfeld von unschätzbarem Wert.

Die Vorteile, die sich durch die Einbindung von KI und ML in die Entwicklungsprozesse der Elektronik ergeben, sind vielschichtig. Neben einer leistungsfähigeren und effizienteren Produktentwicklung kann auch die Qualität der entwickelten Produkte erhöht werden. Zum Beispiel sind KI-Systeme in der Lage, Daten aus dem Produktionszyklus von Vorgängerprodukten auszulesen und zu analysieren. So können bereits bei der Entwicklung etwaige Schwierigkeiten bei der späteren Produktion vorausgesehen und vermieden werden. Das verbessert langfristig die Zuverlässigkeit und Performanz der entwickelten Komponenten. Ein gezielter und sinnvoller Einsatz von ML- und KI-Systemen kann Unternehmen also auf vielfältige Weise helfen, Prozesse im Unternehmen zu verbessern, Ressourcen zu sparen, bessere Produkte herzustellen und somit die eigene Wettbewerbsfähigkeit zu erhöhen.

Herausforderungen und Risiken

Die Herausforderungen, die mit der Implementierung von KI und ML in die Elektronikentwicklung einhergehen, sind allerdings nicht zu unterschätzen. Die hohe Komplexität und die damit verbundenen Kosten für die Technologie selbst, die Transformation bestehender Prozesse samt Schulungen für Mitarbeiter und für die Prozessüberwachung stellen vor allem für kleine und mittlere Unternehmen eine große Hürde dar. Hinzu kommen mögliche Cyber-Sicherheitsrisiken, die von Unternehmen antizipiert und durch vorbeugende Maßnahmen verhindert werden müssen.

Unternehmen, die ML- und KI-Technologie einführen wollen, müssen deshalb nicht nur sorgfältig abwägen, welche Lösung für sie am sinnvollsten ist, darüber hinaus müssen sie zuvor auch sicherstellen, dass ihr Unternehmen KI-bereit ist – etwa ob sie eine geeignete IT-Infrastruktur besitzen oder ob es Guidelines für Mitarbeitende im Umgang mit KI-Tools gibt.

Die Mitarbeitenden spielen weiterhin die Hauptrolle

Vor allem sind es aber die Menschen, die bei dem Wandlungsprozess bedacht werden müssen. Wie in jedem Change-Prozess spielen die eigenen Mitarbeitenden bei der Umstellung zu neuen Prozessen die Hauptrolle. Deshalb ist es wichtig, sie früh einzubinden und eine besonders offene Kommunikationskultur zu pflegen, in der Menschen Fragen stellen und Unsicherheiten ablegen können.

Denn von den Mitarbeitenden wird verlangt, dass sie sich schnell auf neue Prozesse einstellen und sich in neuen Technologien fortbilden. Zu guter Letzt müssen sie den Wandel ihrer eigenen Rolle im Unternehmen verstehen und annehmen. In Zukunft werden sie stärker in eine koordinierende und kontrollierende Rolle hineinwachsen, während die Umsetzung mehr und mehr von der KI übernommen wird. Hier ist es wichtig, Mitarbeitenden früh eine Perspektive über ihre Arbeit und Möglichkeiten ihrer Karriereentwicklung zu geben.

KI als Wegbereiter einer neuen industriellen Ära

Die Revolution durch KI und ML in der Elektronikindustrie schreitet unaufhaltsam voran und verspricht Unternehmen ungeahnte Innovationen und Effizienzsteigerungen. So haben deutsche Industrieunternehmen eine große Chance, mit gesteigerter Effizienz und innovativen Lösungen ihre Konkurrenzfähigkeit zu erhöhen. Es ist jedoch von entscheidender Bedeutung, dass Unternehmen nicht nur den Blick auf die positiven Potenziale dieser Technologien richten, sondern gleichzeitig proaktiv Lösungen für erkannte Herausforderungen entwickeln. Nur so stellen sie sicher, dass der Fortschritt in der Elektronikentwicklung allen zugutekommt und verantwortungsvoll gesteuert wird. (mk)

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