KI in der Produktentwicklung – Status Quo & Tipps für den erfolgreichen Einsatz

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Das große 1x1 der Künstlichen Intelligenz

15. September 2023
Künstliche Intelligenz
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In der sich ständig weiterentwickelnden Landschaft des technologischen Fortschritts gibt es eine Innovation, die unsere Aufmerksamkeit erfordert: Künstliche Intelligenz (KI). Was hat es mit der KI in der Produktentwicklung und Innovation auf sich? Die Antwort liegt in der Art und Weise, wie KI verschiedenste Branchen umgestaltet, Türen zu ungeahnten Möglichkeiten öffnet und uns in eine neue Ära der Möglichkeiten katapultiert.

Dr. Janis Kesten-Kühne, KI-Experte und Praxisreferent bei unserem Seminar „Der moderne F&E-Manager“ gibt in diesem Beitrag spannende Einblicke in die Möglichkeiten von KI-gesteuerter Produktentwicklung und Innovation. Freuen Sie sich auf praxisnahe Tipps und wichtige Grundlagen für eine erfolgreiche KI-Integration in der Produktentwicklung.

Experte Dr. Janis Kesten-Kühne

Dr. Janis Kesten-Kühne

Gruppenleiter | Zeiss SMT GmbH

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Generative KI ist heute die Basis für Produktentwicklung und Innovation

Die Entwicklung der KI in den 2010er Jahren brachte bedeutende Errungenschaften mit sich, darunter die Bildanalyse für Anwendungen wie medizinische Diagnosen und prädiktive Analytik. Ein entscheidender Durchbruch war die generative Bilderzeugung, die es der KI ermöglichte, selbstständig verschiedene visuelle Inhalte zu erstellen. Später verlagerte sich der Schwerpunkt auf große Sprachmodelle, die die menschenähnliche Texterstellung und das Kontextverständnis revolutionierten. Dieser Wandel demokratisierte den Zugang zur Technologie und sorgte für gleiche Chancen für alle.

Die generative KI hat entscheidend dazu beigetragen, dass fortschrittliche Technologien für ein breiteres Spektrum von Nutzern zugänglich wurden. Im Gegensatz zu den früheren Stadien der KI, die tiefgreifende technische Kenntnisse erforderten, ermöglicht die generative KI es dem Einzelnen, fortschrittliche Technologien zu nutzen, ohne selbst zum Experten zu werden. Dieser breite Zugang zur Technologie hat weitreichende Auswirkungen auf die Innovation, da sich der Einzelne auf kreative und strategische Aspekte konzentrieren kann, während sich die KI um die technischen Feinheiten kümmert.

Die zunehmende Verfügbarkeit und einfache Nutzung von Technologie haben die Voraussetzungen für die Erforschung neuer und innovativer Wege zur Nutzung von Daten geschaffen.

KI-gesteuerte Produktentwicklung ermöglicht erst innovative Lösungsansätze

Daten sind die Grundlage der KI und um sie strukturiert und wirkungsvoll einzusetzen, haben sich Technologien wie digitale Zwillinge als wesentliches Instrument zur Nutzung des Potenzials der informationsgesteuerten Entscheidungsfindung erwiesen. Digitale Zwillinge sind virtuelle Repräsentationen von physischen Objekten, Prozessen oder Systemen. Sie dienen als Brücke zwischen Daten und KI, indem sie eine dynamische, virtuelle Nachbildung realer Entitäten schaffen, die durch Echtzeit-Datenfeeds angereichert wird. Auf diese Weise können Daten im realen Kontext kontextualisiert und analysiert werden, was zu einem besseren Verständnis und besseren Erkenntnissen führt.

Diese virtuelle Umgebung, die von Digital Twins bereitgestellt wird, geht über die Visualisierung hinaus; sie entwickelt sich zu Simulationen, die KI-Algorithmen in die Lage versetzen, in einer Simulationsumgebung selbstständig intelligente Entscheidungen zu treffen, und bietet ein Testfeld, in dem KI-Algorithmen Daten in einem Kontext analysieren und aus ihnen lernen können, der der realen Welt sehr ähnlich ist. Dies ermöglicht es wiederum Unternehmen und Branchen, verschiedene Szenarien zu untersuchen, Prozesse zu optimieren und fundierte Entscheidungen zu treffen, die auf den Erkenntnissen basieren, die aus der Verschmelzung von Daten und KI-gesteuerten Simulationen gewonnen werden.

Diese Synergie macht es schließlich möglich, Daten in umsetzbares Wissen umzuwandeln, so dass Entscheidungsträger komplexe Herausforderungen mit einem tieferen Verständnis ihrer Konsequenzen in realen Kontexten bewältigen können.

Die dynamische Simulationsumgebung von Digital Twins bietet einen fruchtbaren Boden für Produktentwicklung und Innovation. KI-Algorithmen können mit zahlreichen Designs, Funktionalitäten und Spezifikationen experimentieren und so neuartige Lösungen entwickeln, die mit herkömmlichen Mitteln nicht denkbar wären.

Integration von KI in die Produktentwicklung muss strategisch erfolgen

Da KI-Technologien das Potenzial haben, die Produktentwicklung zu revolutionieren und eine neue Ära der Innovation einzuläuten, erfordert die effektive Integration von KI in die Produktentwicklung eine strategische Ausrichtung an den Unternehmenszielen und die Nutzung von Trends und Daten durch funktionsübergreifende Zusammenarbeit.

Die Priorisierung des zielgerichteten Einsatzes von KI, wie z. B. bei generativer KI und Reinforcement Learning, fördert die Innovation durch die Generierung von Ideen und die Optimierung der Entscheidungsfindung. Generative KI unterstützt kreatives Design mit vielfältigen Lösungen, während Reinforcement Learning autonome Entscheidungsunterstützungssysteme verfeinert. Durch die Verknüpfung dieser zweckgerichteten KI-Technologien mit den Unternehmenszielen können Unternehmen neue Möglichkeiten der Produktentwicklung erschließen.

Zu den bewährten Praktiken bei der KI-Integration gehört es, mit kleinen Pilotprojekten mit geringem Risiko zu beginnen, die Kapitalrendite (ROI) anhand relevanter Leistungsindikatoren (KPIs) zu messen und auf der Grundlage der erzielten Ergebnisse zu iterieren. Diese Pilotprojekte bieten eine kontrollierte Umgebung zum Testen von KI-Anwendungen und zur Feinabstimmung ihrer Leistung. Sobald sich die Ergebnisse abzeichnen, wird eine Ausweitung nahtlos und wirkungsvoll.

Darüber hinaus sind ethische Überlegungen und die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften bei der Implementierung von KI-Lösungen von größter Bedeutung. Bemühen Sie sich, bei Ihren KI-Initiativen die Grundsätze der Transparenz, Fairness und Verantwortlichkeit zu wahren. Indem Sie sicherstellen, dass KI-Technologien mit rechtlichen und ethischen Standards in Einklang stehen, kann Ihr Unternehmen das Vertrauen der Stakeholder gewinnen und potenzielle Risiken minimieren.

KI-Missbrauch in Produktentwicklung und Innovation ist unbedingt vorzubeugen

Vertrauenswürdige KI wird immer wichtiger, da die Rolle von KI in der Produktentwicklung zunimmt. Die Besorgnis über den unkontrollierten Einsatz von KI hat in der Gesellschaft und bei politischen Entscheidungsträgern Alarm ausgelöst. Die möglichen gesellschaftlichen Auswirkungen eines unkontrollierten KI-Einsatzes haben zu einem Ruf nach einer verantwortungsvollen und ethischen KI-Anwendung geführt. Dazu gehören Merkmale wie Transparenz, Fairness und Verantwortlichkeit. Um Missbrauch zu verhindern, die Privatsphäre der Nutzer zu schützen und Strafen zu vermeiden, ist die Einhaltung von Vorschriften wie dem EU-KI-Gesetz entscheidend.

Es ist von größter Bedeutung, über die sich entwickelnden KI-bezogenen Vorschriften auf dem Laufenden zu bleiben und die Praktiken an ethischen und rechtlichen Standards auszurichten. Angesichts der raschen Integration von KI in Produkte ist die Notwendigkeit eines verantwortungsvollen Einsatzes von entscheidender Bedeutung. Aus dieser Notwendigkeit heraus ist das Konzept der vertrauenswürdigen KI entstanden, das sich an Grundsätzen wie Sicherheit und Robustheit, Leistung und Funktionalität sowie Zuverlässigkeit und Sicherheit orientiert – alles mit dem Ziel, sicherzustellen, dass KI den Interessen der menschlichen Gesellschaft dient. Es gibt jedoch noch viele weitere Grundsätze, die bei diesem vielschichtigen Unterfangen zu berücksichtigen sind.

Globale Regulierungsbehörden verfolgen unterschiedliche Ansätze, um ihre Version von vertrauenswürdiger KI zu verankern, und machen die Einhaltung von KI-Qualitätsstandards zu einem integralen Aspekt künftiger Geschäftspraktiken. Dennoch bleibt ein großes Rätsel bestehen:

Wie können diese abstrakten Konzepte konkret umgesetzt werden?

3 Grundlagen, damit KI in der Produktentwicklung als positive Kraft fungiert

Governance, Risikomanagement und Compliance: Um sich in der komplexen Landschaft der KI-Regulierung zurechtzufinden, müssen Unternehmen einen robusten KI-Governance-Rahmen aufbauen. Dazu gehört die Ausarbeitung von Richtlinien und Kontrollen, die mit der KI-Strategie und den rechtlichen Verpflichtungen in Einklang stehen, sowie eine umfassende Schulung der Mitarbeiter, um die mit KI-Technologien verbundenen Risiken zu bewältigen.

Wissen, Menschen und Sensibilisierung: Die gründliche Aufklärung des Personals über das Potenzial und die Risiken von KI ist von entscheidender Bedeutung. Die Mitarbeiter sollten die KI-Ergebnisse mithilfe hochwertiger Tools verbessern und Schwachstellen, Datenimplikationen und Grenzen verstehen.

Entwickeln und Betreiben: Ein praktischer Ansatz zur Erreichung von KI-Qualität beinhaltet die Festlegung einheitlicher Maßstäbe über den gesamten KI-Lebenszyklus hinweg. Durch die Integration vertrauenswürdiger KI-Praktiken in jeder Phase, vom Konzept bis zur Überwachung, können Unternehmen Innovationen vorantreiben, ohne ethische Überlegungen zu vernachlässigen. Die Automatisierung und die Einhaltung bewährter Praktiken steigern die Effizienz und Zuverlässigkeit von KI-Systemen weiter.

Indem Sie sich diese Säulen zu eigen machen, können Unternehmen effektiv durch die komplizierte Landschaft der vertrauenswürdigen KI navigieren und sicherstellen, dass KI eine Kraft für positiven Wandel, Innovation und gesellschaftlichen Nutzen bleibt. Die Integration von KI in die Produktentwicklung ist vielversprechend, um Innovation, Produktqualität und betriebliche Effizienz zu verbessern und letztlich große, nachhaltige Gewinne mit minimalen Risiken zu erzielen. Durch die Einhaltung vertrauenswürdiger KI-Praktiken können Unternehmen das volle Potenzial dieser transformativen Technologie ausschöpfen und gleichzeitig gesellschaftliche Werte schützen und den menschlichen Fortschritt vorantreiben. Auf dieser sich ständig weiterentwickelnden Reise wird die Rolle der KI in der Produktentwicklung und -innovation nicht nur zu einem technologischen Enabler, sondern zu einer treibenden Kraft, die Branchen umgestaltet und uns in eine Zukunft der unbegrenzten Möglichkeiten führt.

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