20 Jahre Smart Factory KL – Industrie 4.0 zum Anfassen

Welche Vorteile ergeben sich für das DFKI aus dieser Nähe zur industriellen Praxis?

Gerade in der KI-Forschung ist der Abstand zwischen Grundlagen- und Anwendungsforschung oft geringer als in anderen Disziplinen. Das liegt vor allem daran, dass wir für viele KI-Ansätze – insbesondere für datengetriebene Methoden – auf echte, umfangreiche und realitätsnahe Daten angewiesen sind.
Diese bekommen wir nicht im Labor, sondern nur im engen Austausch mit Industriepartnern – viele davon engagieren sich in der Smart Factory oder gehören zu unseren Gesellschaftern. Dieser Austausch ist für uns enorm wertvoll, denn er ist keine Einbahnstraße. Es geht nicht darum, akademische Forschung einfach „in die Industrie zu kippen“, sondern wir lernen durch die Praxis, entwickeln gemeinsam Konzepte, validieren diese und gewinnen wiederum Impulse für unsere Forschung.

Können Sie konkrete konzeptionelle Entwicklungen nennen, die daraus hervorgegangen sind?

Natürlich. Industrie 4.0 ist ein prominentes Beispiel, ebenso das Konzept des digitalen Zwillings oder der Verwaltungsschale (Asset Administration Shell). Solche Konzepte lassen sich nicht rein theoretisch denken – sie müssen implementiert und getestet werden. In klassischen Produktionsumgebungen ist das schwer, aber genau hier bietet die Smart Factory einen entscheidenden Vorteil: Sie ist flexibel, modular und kann regelmäßig umgebaut werden – wie ein technisches Labor für industrielle Digitalisierung.
Ein Partner wie Harting kann vielleicht mal eine neue Anlage von Grund aufbauen, aber das ist selten. In der Smart Factory können wir alle fünf Jahre von vorne beginnen und neue Technologien prototypisch durchspielen.

Was ist, wenn Unternehmen nicht alles neu aufbauen, sondern bestehende Anlagen modernisieren wollen?

Auch das ist ein gängiges Szenario. Gemeinsam mit den Unternehmen analysieren wir zunächst den bestehenden Digitalisierungsgrad. Danach prüfen wir, welche zusätzlichen Informationen wir für KI-Anwendungen benötigen – häufig kann man durch gezielte Nachrüstung mit Sensorik schon viel erreichen.
Ein gutes Beispiel ist Bosch Rexroth: Dort wurden bestehende Produktionslinien durch zusätzliche Sensorik digitalisiert, ohne sie komplett neu zu bauen. Heute ist das technisch viel einfacher als noch vor 20 Jahren, als die Smart Factory gestartet ist.

Wie schätzen Sie den Digitalisierungsgrad deutscher Unternehmen insgesamt ein?

Er ist besser als oft angenommen. Viele Unternehmen – insbesondere größere Mittelständler – haben verstanden, dass ein hoher Digitalisierungsgrad ein Wettbewerbsvorteil ist. Ohne vernünftige Digitalisierung braucht man mit KI gar nicht erst anfangen, weil schlicht die Datenbasis fehlt.
Natürlich gibt es kleinere Unternehmen, die noch Aufholbedarf haben, aber der Kern der deutschen Industrie – häufig Hidden Champions mit mehreren tausend Mitarbeitenden – ist in der Regel gut aufgestellt. Diese Unternehmen begreifen ihre Daten zunehmend als strategisches Asset.
Das macht die Zusammenarbeit aber auch komplexer: Daten-Sharing, etwa branchenübergreifend oder mit Wettbewerbern, ist oft schwierig. Deshalb denken wir heute auch über KI-Ansätze nach, die mit weniger oder qualitativ hochwertigeren Daten auskommen – oder über sichere Datenpools wie sie etwa die Automobilindustrie aufbaut.

Wie ist Deutschland im internationalen Vergleich aufgestellt – etwa in Bezug auf Konzepte wie die Verwaltungsschale?

Deutschland ist hier durchaus gut positioniert, vor allem wegen der breiten industriellen Basis und des starken Mittelstands. Andere Wirtschaftsräume, wie die USA, haben eine andere Struktur – weniger Industrie, weniger mittelständische Fertiger.
Wie weit China ist, kann ich aktuell schwer einschätzen – mein Eindruck ist aber, dass dort enorm aufgeholt wird, besonders in den urbanen Zentren. Sie haben durch ihr Wirtschaftswachstum viele neue Produktionsstätten aufgebaut und sind sehr lernfähig, wenn es um erfolgreiche Technologien geht.
Unser Vorteil liegt derzeit noch in den Fertigungstechnologien und der Prozessqualität. Aber dieser Vorsprung schrumpft. Umso wichtiger ist es, die nächste Welle – nämlich KI – nicht zu verpassen. Denn KI ist gewissermaßen der nächste Layer auf der Digitalisierung. Wenn wir hier ins Hintertreffen geraten, hilft uns auch der produktionstechnische Vorsprung nicht mehr lange weiter.

Also muss die KI in die Produkte und Prozesse integriert werden?

Absolut. Es geht darum, unsere bestehende Stärke – hochwertige Fertigung und technisches Know-how – mit KI weiterzuentwickeln. Nur so können wir die Qualität und Wettbewerbsfähigkeit deutscher Produkte auch in Zukunft sichern.
Die Smart Factory ist dabei ein ideales Labor: Sie zeigt, wie KI konkret in der Fertigung eingesetzt werden kann, welche Potenziale sich ergeben und welche Herausforderungen es zu meistern gilt. Genau dafür wurde sie geschaffen – und genau das ist ihr Mehrwert.

Wie sehen Sie in diesem Zusammenhang die Zukunft der Smart Factory KL? Wird ihre Rolle künftig noch bedeutender oder bedarf es einer Neudefinition?

Ich bin überzeugt, dass Reallabore wie die Smart Factory KL – wir nennen sie auch „Living Labs“ – sich etwa alle fünf Jahre neu ausrichten müssen. Ansonsten laufen sie Gefahr, ihren Zweck zu verlieren. Die Themen in der Fertigung verändern sich rasant. Zu Beginn der Smart Factory ging es hauptsächlich darum, überhaupt Daten aus der Produktion zu erfassen. Heute stehen Themen wie die Optimierung von Fertigungsprozessen, schnelle Rekonfigurationen, Selbstoptimierung sowie die Kopplung intelligenter Produkte mit vernetzten Maschinen im Vordergrund. In fünf Jahren könnten ganz andere Schwerpunkte dominieren – vielleicht sogar die konkrete Umsetzung der Dark Factory, also einer vollständig automatisierten, menschenleeren Produktion.
Natürlich gab es solche Visionen schon lange. Aber oft waren sie schlicht zu weit von der technischen Realität entfernt. In der Smart Factory arbeiten wir gezielt mit einem Planungshorizont von etwa fünf Jahren – eine Zeitspanne, in der Technologien wirklich greifbar und umsetzbar werden. Das unterscheidet uns von reiner Zukunftsmusik.

Gab es in den letzten 20 Jahren ein Thema, von dem Sie dachten, es werde sich durchsetzen – das dann aber weitgehend verpuffte?

Ja, der umfassende Einsatz von Virtual Reality und Smart Glasses in der Produktion. Vor fünf, sechs Jahren schien der Durchbruch kurz bevorzustehen. Das Potenzial ist nach wie vor enorm – aber der breite Einsatz lässt auf sich warten.
Generell klafft bei neuen Technologien – etwa auch bei KI – eine deutliche Lücke zwischen Forschung und industrieller Anwendung. Die Entwicklungen bei KI-Modellen sind rasant: fast monatlich erscheinen neue Systeme, die leistungsfähiger, multimodal und vielseitiger sind. Die Integration in die Praxis hingegen bleibt hinterher.
Das liegt auch daran, dass viele etablierte Prozesse auf menschlichem Erfahrungswissen beruhen. Mitarbeitende haben diese Abläufe über Jahrzehnte verinnerlicht – neue Werkzeuge erfordern oft nicht nur neue Kompetenzen, sondern auch ein Umdenken ganzer Prozessketten. Das braucht Zeit. Und das erklärt, warum KI derzeit eher punktuell zur Produktivitätssteigerung beiträgt, statt sofort komplette Arbeitsbereiche zu ersetzen.

Wird sich das ändern, wenn die Generation der Digital Natives in den Arbeitsmarkt eintritt?

Man könnte meinen, die Jüngeren hätten durch ihre digitale Prägung einen Vorteil. Aber der technische Wandel vollzieht sich heute viel schneller als frühere Generationenwechsel. Früher konnte man sagen: Der Vater fuhr Kutsche, der Sohn betreibt die Tankstelle – solche Übergänge dauerten Jahrzehnte. Heute verändern sich Technologien innerhalb weniger Jahre.
Deshalb bringt es wenig, sich an Bestehendes zu gewöhnen. Entscheidend ist vielmehr, eine hohe Veränderungsbereitschaft zu entwickeln – also die Fähigkeit, sich ständig auf neue Technologien und Prozesse einzulassen. Das ist etwas, das Schulen und Hochschulen künftig stärker vermitteln müssen. Die Werkzeuge der Digitalisierung, vor allem im Bereich KI, verändern sich inzwischen schneller als in der ersten Internetwelle. Damals dauerte es zehn Jahre, bis das Web breit genutzt wurde. Heute entwickeln sich generative KI-Systeme in Monaten – und die Gesellschaft muss Schritt halten.

Wie sieht Ihre Vision für die nächsten zehn Jahre aus?

Ich wünsche mir, dass wir in zehn Jahren leistungsfähige KI-Modelle in gesellschaftlich relevanten Bereichen wie Gesundheit, Verwaltung und natürlich auch in der Produktion breit einsetzen – und zwar im Zusammenspiel mit den Menschen vor Ort.
In der Fertigung werden viele Tätigkeiten künftig stärker koordinierende Rollen einnehmen. Es wird weiterhin Produktionsstandorte mit menschlicher Beteiligung geben – allein aus wirtschaftlichen Gründen wird nicht überall Robotik Einzug halten. Aber die Zusammenarbeit mit KI-Agenten – sowohl in Software als auch in Form physischer Roboter – wird zur Norm.
Schon heute werden etwa Lagerarbeiter von digitalen Systemen durch den Kommissionierprozess geführt. In Zukunft wird diese Verzahnung noch viel stärker. Wir werden mehr teamartige Konstellationen sehen, in denen spezialisierte KI-Agenten untereinander kooperieren – mit minimaler menschlicher Steuerung.
Dieses agentenbasierte Prinzip ist nicht neu. Am DFKI haben wir seit den späten 1980ern daran geforscht. Lange war das Thema eher im Hintergrund – jetzt erlebt es ein starkes Comeback, vor allem im Produktionskontext. Es könnte ein entscheidender Baustein für die smarte Fabrik von morgen sein.

Wird damit die Grenze zwischen Mensch und Maschine zunehmend verschwimmen?

Ja, das zeichnet sich ab – nicht nur physisch, wie wir es etwa von Maschinen oder Fahrzeugen kennen, sondern auch auf kognitiver Ebene. Früher haben wir Informationen über Suchmaschinen abgerufen, heute kooperieren wir mit KI. Diese kognitive Erweiterung wird viel enger integriert sein als bislang. Aber wir stehen nicht vor einem radikalen Bruch. Die Entwicklung wird graduell, aber spürbar voranschreiten.

Was war Ihr persönliches Highlight in Bezug auf die Smart Factory KL?

Was mir besonders in Erinnerung geblieben ist: das Strahlen in den Augen von Spitzenpolitikern, wenn sie vor Ort die Produktionslinie erleben. Viele sind sonst eher Präsentationen gewohnt – in der Smart Factory erleben sie eine greifbare, funktionierende Vision von Industrie 4.0.
Das beeindruckt auch Menschen ohne technischen Hintergrund: Sie erkennen sofort das wirtschaftliche Potenzial. Und genau das ist die Stärke unserer Plattform: Sie macht Zukunftstechnologie sichtbar und verständlich – nicht nur für Ingenieure, sondern für die gesamte Gesellschaft.

„Die schönste Spielwiese für Ingenieure.“

Absolut – und das sind wir am DFKI letztlich alle. Wir bauen gerne komplexe Systeme. Und freuen uns, wenn sie funktionieren.