IoT and AI in automotive

Use Cases: Einsatz von IoT & KI in der Automobilindustrie

Die Nutzung von Big Data und KI-Ansätzen für die Prozessautomatisierung, die vorausschauende Wartung und die Erkennung von Anomalien stehen im Vordergrund in der Automobilindustrie. Doch dies ist nur ein Teil des Gesamtbilds. Um langfristig eine umfassende Optimierung zu erreichen, ist eine Kombination aus Internet of Things (IoT), Big Data und KI-Strategien erforderlich. Sobald diese drei Komponenten – IoT, Big Data und KI – über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg ausreichend berücksichtigt werden, können Automobilunternehmen KI und maschinelles Lernen (ML) in vollem Umfang und auf nachhaltige Weise nutzen.

Der Einsatz von KI und maschinellem Lernen in Kombination mit IoT-Technologien ermöglicht es Automobilunternehmen, ihre Flotten zu optimieren, die Bedingungen zu ermitteln, die sich auf die Fahrleistung auswirken, sowie das Fahrerlebnis und die Sicherheit zu verbessern und dabei so viel wie möglich zu automatisieren.

Je mehr vernetzte IoT-Geräte die Fahrzeugbewegungen und die Bedingungen, unter denen anomales Verhalten auftritt, verfolgen und analysieren können, desto besser können Automobilunternehmen verstehen, wie und wo sie optimieren können.

Warum ist das wichtig? Hier sind einige Fakten:

  • Ein durchschnittlicher Automobilhersteller hat mit rund 800 Stunden Ausfallzeit pro Jahr zu kämpfen.
  • Bereits 2014 wurden in den USA über 64 Millionen Fahrzeuge aufgrund von Mängeln vom Markt genommen.
  • Die Automobil-Lieferkette ist Jahrzehnte alt und stark fragmentiert. Eine unmittelbare Herausforderung ist die Erneuerung, Konsolidierung und Beseitigung von Fehlern.

Gleichzeitig scheint die Nachfrage nach Automobilprodukten nicht zu schrumpfen:

  • Es wird erwartet, dass die Zahl der ausgelieferten Connected Cars bis 2025 auf über 77 Millionen steigt.
  • Die selbstfahrende Technologie wird der größte Treiber für den Einsatz von KI im Transport sein und bis 2026 ein Umsatzpotenzial von 556 Milliarden US-Dollar darstellen.
  • Bis 2025 werden in den USA über 14 Millionen teil- oder vollautonome Fahrzeuge auf den Straßen unterwegs sein.

Welche Rolle spielen IoT & KI bei all dem?

Jeder Automobilhersteller wird sich früher oder später als datengetriebenes Unternehmen neu erfinden müssen. Und IoT- & KI-Plattformen sind hier, um zu helfen.

Kombination von IoT & AI auf einer Plattform

Und wie funktioniert das? Um die kombinierten Fähigkeiten von IoT und KI zu nutzen, können Sie Ihre Fahrzeuge und Anlagen mit einer einzigen Plattform verbinden. Auf diese Weise können Sie beginnen, Erkenntnisse in Echtzeit zu generieren. Sobald Ihre Fahrzeuge mit der Plattform verbunden sind, können Sie Daten extrahieren und auf die Plattform laden, um sie weiter zu analysieren. Direkt auf der Plattform können Sie Daten aus mehreren unterschiedlichen Datenquellen kombinieren und für die Generierung von Erkenntnissen konsolidieren. Hier sind die Schritte:

  1. Bereinigen und transformieren Sie die Daten, die von Fahrzeugen und Maschinen kommen.
  2. Erstellen Sie Algorithmen für maschinelles Lernen. Sobald die Daten in qualitativ hochwertige Daten umgewandelt sind, die langfristige Datenhistorien bilden können, können Sie damit beginnen, Ihre maschinellen Lernmodelle mit diesen Daten zu erstellen.
  3. Beginnen Sie mit Data Mining für mehr Einblicke und visualisieren Sie die Erkenntnisse in anpassbaren Dashboards.
  4. Ausrollen. Mit den Erkenntnissen, die auf der Basis der Daten und der ML-Algorithmen generiert werden, erstellen Sie IoT-Apps, die Sie in der Produktion einsetzen. Von der Plattform aus lassen sich diese im Idealfall per Knopfdruck auf verschiedene Fahrzeugflotten weltweit verteilen.
  5. Überwachen & aktualisieren. Mit IoT- und KI-Plattformen können Sie iterative Prozesse etablieren, die die kontinuierliche Überwachung von Assets und Leistungsparametern beinhalten. So können Sie sich an veränderte Bedingungen anpassen und App-Updates sofort ausrollen.
IoT und KI auf einer Plattform - Automotive
Abbildung 1. Der IoT- & KI-Entwicklungsprozess auf der Record Evolution Plattform

IoT & KI Anwendungsbereiche in der Automobilindustrie

IoT-Datenanalysen in der Automobilindustrie helfen Unternehmen, ihre vertikalen und horizontalen Prozesse zu rationalisieren und zu verbessern. Dazu gehören die Automatisierung von Prozessen und das Meistern von Entwicklungen in der Fertigung, die Verbesserung des Produktdesigns, die Behebung von Sicherheits- und Leistungsproblemen durch die Erkennung von Anomalien, bis hin zu Schwierigkeiten in der Lieferkette oder im Vertrieb und schließlich die innovative Produktentwicklung.

IoT & KI sind eine neue Kraft in der Automobilindustrie, die letztlich auf ein besseres Kundenerlebnis ausgerichtet ist.

Was sind also die Bereiche mit den größten Auswirkungen für die Automobilindustrie, oder wo machen die kombinierten Kräfte von IoT & KI den Unterschied aus?

Automatisierung in der Automobilfertigung

Maschinelles Lernen und KI spielen eine Rolle bei der Optimierung von Prozessen durch Automatisierung. Dabei geht es um die Verschlankung von Abläufen, die Verkürzung von Produktionszyklen und die Beseitigung von Verfahrensschritten, die bisher von manueller Arbeit durch menschliche Akteure geprägt waren. Die Optimierung auf der operativen Ebene ermöglicht es den Automobilunternehmen, ihre kreativen Energien auf Forschung & Entwicklung, Strategie und Systemverbesserungen zu konzentrieren.

Vorausschauende Wartung von Fahrzeugen

Ein typischer Anwendungsbereich, um die kombinierten Kräfte von IoT und KI zu nutzen: Maßgeschneiderte Algorithmen für maschinelles Lernen ermöglichen die rechtzeitige Erkennung von Abnutzungen und Schäden. Prädiktive Wartung ist aber nicht nur das. Dank Datenvisualisierungs-Dashboards, die die Entwicklung von Assets in Echtzeit zeigen, schaffen robuste IoT- & KI-Plattformen die Grundlage für granulare, hochgradig angepasste Alarmierungsmechanismen, Lebenszyklusüberwachung und die Überwachung der Asset-Amortisation. Dabei geht es nicht nur um die Vorhersage von Fahrzeugausfällen, sondern auch um die Optimierung von Asset-Lebenszyklen.

Anomalie-Erkennung

Die Anomalieerkennung unterstützt Sie dabei, Blind Spots zu beseitigen und die Ursachen für untypische Ereignisse zu erforschen. Die Kombination aus IoT und KI hilft Ihnen, Risiken für den reibungslosen Betrieb von Fahrzeugen zu erkennen, zu priorisieren und zu bekämpfen.

Lesen Sie mehr über unsere Zusammenarbeit mit Continental AG: Optimierung von Bremssystemen mit der Record Evolution Plattform. Sie erfahren, wie wir mithilfe von Big-Data- und KI-Ansätzen an IoT-Daten aus Testfahrzeugen ein Verfahren zur Erkennung und Bekämpfung von Bremsenquietschgeräuschen entwickelt haben.

Benutzererfahrung: Vernetzte Autos

IoT-Angebote für vernetzte Autos ermöglichen es den Verbrauchern, das Fahrerlebnis mit einer Vielzahl von Diensten zu ergänzen. Diese können von personalisierten Angeboten, Wellness-Funktionen, über Multimedia-Angebote, die sowohl Unterhaltung als auch Sicherheitsverbesserungen umfassen, bis hin zu einer Vielzahl von Szenarien zur Komfortverbesserung reichen, die aus dem Cockpit eines Fahrzeugs heraus verfügbar sind.

IoT & KI haben das Potenzial, das Kundenerlebnis grundlegend zu verändern. Features-on-demand werden sich positiv auf den Verbraucherkomfort auswirken und den Weg für ein umfassendes Multimedia-Erlebnis für Fahrer und Passagiere ebnen. Gleichzeitig werden vernetzte Autos und das verbesserte Kundenerlebnis neue und unerwartete Geschäftsmodelle für Automobilunternehmen eröffnen.

Lesen Sie mehr über unsere Zusammenarbeit mit der Continental AG: Vernetzte Mobilität: Neue Ansätze für die Mensch-Maschine-Interaktion im industriellen UI. Sie erfahren, wie wir an einem integrierten Cockpit-Display für ein neues Fahrerlebnis in zukünftigen Mobilitätsszenarien gearbeitet haben.

Optimierung der Automotive-Lieferkette

Wenn IoT und KI auf einer einzigen Plattform kombiniert werden, können Automobilunternehmen beginnen, das volle Potenzial ihrer Daten zu nutzen. Und das schließt die Optimierung der Lieferkette ein. IoT- & KI-Plattformen helfen Unternehmen dabei, Prozessabläufe zu vereinfachen, die Zusammenarbeit zu verbessern, um Silos zu bekämpfen und Agilität zu gewährleisten, während gleichzeitig Sicherheit und Verantwortlichkeit groß geschrieben werden.

IoT- & KI-gesteuerte Prozesse in der Lieferkette sind das Ergebnis konzertierter unternehmensweiter Initiativen. Daher ist eine einzige kollaborative Plattform zur Vereinheitlichung von Erkenntnissen, zur Untersuchung aller relevanten Daten und zur Überwachung prozesskritischer Aktivitäten von einem einzigen Ort aus ein notwendiger Schritt zur Prozessverbesserung. Die IoT- und KI-Plattform ermöglicht Echtzeit-Analysen und Datenvisualisierung für schnellere Berichte und Entscheidungen. Algorithmen für maschinelles Lernen helfen bei der Operationalisierung und Sicherheitsaspekte werden während des gesamten Prozesses berücksichtigt.

Lesen Sie hier mehr über die kollaborativen Potenziale, die mit der Record Evolution Plattform erschlossen werden: IoT-Zusammenarbeit: Der Wandel zu Kollaboration im Internet der Dinge.

Der IoT- & KI-Prozess vom Edge zur Cloud

Wie geht es nun mit dem komplexen Zusammenspiel von IoT- und KI-Funktionen weiter? Wie arbeiten diese zusammen und welche Prozesse machen sie aus?

Die Rolle des IoT beim Erfassen von Fahrzeugdaten

Auch hier sind die Potenziale, die durch KI-gestützte Systeme erschlossen werden, immens. Um diese Potenziale auszuschöpfen, müssen Sie zunächst in der Lage sein, Daten aus Ihren Fahrzeugen und Maschinen auszulesen. Oft liegen diese Daten in Silos und sind nur schwer zugänglich. Doch das Sammeln dieser Daten ist die erste entscheidende Komponente im Prozess des Aufbaus von ML- und KI-Lösungen.

Mit hardware-agnostischen IoT-Plattformen, die auf Container-Technologie basieren, können Sie heute alles in ein IoT-Edge-Gerät verwandeln. Damit sind Sie für den Einsatz in Brownfield-Umgebungen bestens gerüstet. Es ist möglich, auf jedes Fahrzeug oder jede Maschine zuzugreifen, um Daten aus einer Vielzahl von Legacy-Geräten auszulesen.

Und der erste Schritt auf dem Weg dorthin ist, Ihre Fahrzeuge IoT-tauglich zu machen:

Abbildung 2. Bereitstellung von IoT-Edge-Geräten in Fahrzeugen

Die Rolle der gesammelten IoT-Daten in der Datenanalyse

Sobald Sie die benötigten Daten von Ihren Fahrzeugen und Maschinen gesammelt haben, müssen diese bereinigt, modelliert und transformiert werden. Die Daten werden in qualitativ hochwertige Daten umgewandelt, die für eine langfristige Nutzung bereitstehen. Sie können Datensätze aus vielen verschiedenen IoT-Datenquellen untersuchen. Auf Basis der daraus gewonnenen Erkenntnisse bauen Sie Datenlösungen und setzen diese ein. Auf diese Weise entsteht ein iterativer Prozess.

Wenn Sie Ihre Assets mit der IoT- und KI-Plattform verbinden, erhalten Sie kontinuierlich neue IoT-Daten von Ihren Flotten. Sie nutzen die Daten, um Ihre Datenlösungen zu verbessern. Hier können Sie mit IoT & KI wirklich kreativ werden und mehr Wert aus Ihren bestehenden IoT-Infrastrukturen schöpfen.

Aber um dorthin zu gelangen, müssen Sie Geräteverwaltungsprozesse einrichten, um die Verfügbarkeit dieser Daten zu gewährleisten. Und Sie sorgen dafür, dass Ihre Flotten mit der IoT- und KI-Plattform verbunden sind, wann immer Sie sie brauchen:

Abbildung 3. Anbindung an die IoT- und KI-Plattform

Mit IoT & KI kreativ werden

Sobald Ihre Flotten mit der Plattform verbunden sind, können Sie beginnen, deren Daten zu nutzen. Sie entwerfen Ihre eigenen KI-Lösungen und setzen sie in der Produktion ein, um mehr Erkenntnisse in nahezu Echtzeit zu gewinnen. Sie erstellen und automatisieren Workflows, um Ihre Daten im Griff zu haben, überwachen Ihre Flotten, um unerwünschtes Verhalten zu verhindern, aktualisieren Ihre ML-Modelle over the air und arbeiten mit Kollegen auf der ganzen Welt zusammen, um Ihre bestehenden Lösungen zu verbessern.

Mögliche KI-Entwicklungsszenarien können maßgeschneiderte Datenerfassungs-Apps (d. h. als IoT-Apps verpackte Machine-Learning-Modelle), Anwendungen zur Erkennung von Anomalien, Wartungsbenachrichtigung oder Ereigniserkennung umfassen, die direkt auf den IoT-Edge ausgerollt werden. Und wieder nutzen Sie die Daten von Fahrzeugen am IoT-Edge, um die Apps kontinuierlich zu verbessern und Updates in kurzen, iterativen Zyklen zu veröffentlichen.

Abbildung 4. Remote-KI-Entwicklung in kurzen iterativen Zyklen

Sie decken die gesamte IoT- und KI-Wertschöpfungskette ab – von der Datenextraktion bis zur Bereitstellung – und nutzen dabei nur eine Plattform.

Mehr IoT & KI in der Automobilindustrie: Anwendungsszenarien nach Bereichen

Automobilhersteller können IoT & KI in den Bereichen Forschung und Entwicklung, Herstellung und Lieferkette nutzen. Aber auch in Bereichen wie Marketing, Vertrieb und Finanzen, wo IoT-Datenanalysen zu mehr Automatisierung und höherer Effizienz führen, beginnen IoT & KI ihre Wirkung zu zeigen.

Forschung und Entwicklung

Das Zusammenspiel von IoT & KI wird Forschung und Entwicklung neues Wachstum bescheren, indem es R&D-Projekte belebt und es ermöglicht, deren Potenzial voll zu entfalten. IoT & KI werden auch dabei helfen, die Erfolgsraten verschiedener Initiativen vorherzusagen und die für die Fertigstellung benötigte Zeit und Ressourcen besser abzuschätzen. Auf diese Weise können Automobilunternehmen auf dem neuesten Stand der Technik bleiben und gleichzeitig Geld sparen. Bei der Identifizierung und Fokussierung auf Initiativen mit hohem Potenzial und hoher Durchführbarkeit kann KI das IoT auf kreative und unkonventionelle Weise ergänzen.

Herstellung

KI-gesteuerte Systeme helfen Automobilherstellern, Arbeitsabläufe effizienter zu gestalten und zu überwachen. Darüber hinaus ermöglichen sie die rechtzeitige Identifizierung fehlerhafter Fahrzeugteile, sowohl aus eigener Produktion als auch von externen Zulieferern, bevor diese in Fahrzeuge eingebaut werden und auf die Straße kommen. Die Kombination aus IoT und KI bietet auch die Grundlage für Techniken zur Spannungsmessung und Verformungserkennung, die Entwicklung von Sicherheitskonzepten und Anwendungsfälle für die vorausschauende Wartung.

Prozesse in der Lieferkette

Datenanalysen für die Lieferkette gibt es schon seit einiger Zeit. Die Ergänzung von Front-End-KI-Systemen mit IoT-Technologien kann jedoch den entscheidenden Unterschied ausmachen, wenn es darum geht, neue Datenquellen zu erschließen, indem noch größere und vielfältigere Datensätze analysiert werden, die Logistik zu überwachen oder Risiken zu managen. Mit Hilfe klassischer Metriken wie der Lieferqualität und den kollaborativen Funktionen der Plattform können Automobilunternehmen mehr Transparenz in ihrer Lieferkette erreichen, typische Szenarien für Lieferausfälle identifizieren und dazu beginnen, stärker mit ihren Lieferanten auf ein gemeinsames Ziel hinzuarbeiten.

Zusammengefasst: Die Vorteile von IoT- & KI-Plattformen für die Automobilindustrie

Die kombinierten Kräfte von IoT & KI sind dabei, die Automobilindustrie zu transformieren und werden auch weiterhin Innovationen in nahezu jedem Aspekt der Automobilbranche inspirieren. Die Ausschöpfung dieser Potenziale und die Identifizierung von Umsatzchancen mit IoT & KI können die ultimativen Game-Changer für Automobilhersteller, Zulieferer und Innovatoren sein.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Zusammenspiel von IoT & KI die Automobilproduktion über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg optimieren kann. Darüber hinaus helfen IoT & AI, die Sicherheit im Auto zu erhöhen und die Kundenbindung zu fördern. Die Möglichkeiten sind unbegrenzt:

Innovative Geschäftsmodelle und Einnahmequellen

IoT&AI-gesteuerte Innovationen können Ihnen helfen, neue und unerwartete Einnahmequellen zu erschließen. Darüber hinaus können Sie noch völlig neue Geschäftsmodelle rund um digitale Produkte erarbeiten, die auf einer kombinierten IoT- und KI-Plattform entwickelt werden.

Kostensenkung

Die Ergänzung von IoT mit KI bedeutet erhöhte betriebliche Effizienz und Umsatzsteigerungen in allen Bereichen der Automobilindustrie. Was jedoch oft nicht erwähnt wird, sind die Kostenreduzierungen und Einsparungen, die durch die Implementierung von kombinierten IoT- & KI-Lösungen erzielt werden. Dazu gehören Ressourceneinsparungen durch Automatisierung, Betriebsoptimierung, digitale Assistenten und mehr.

Risikominderung

Prädiktive Wartung, Anomalieerkennung, intelligente Objekterkennung und integrierte KI-gestützte Sicherheitssysteme spielen eine immer wichtigere Rolle bei der Entwicklung innovativer Modelle rund um die Fahrzeugsicherheit. Die Implementierung praktikabler Szenarien zur Risikominderung ist besonders in aufstrebenden Bereichen wie dem autonomen oder teilautonomen Fahren relevant. In all diesen Bereichen sind IoT&AI-getriebene Innovationen der Schlüssel zur Entwicklung von Konzepten für ein sichereres und stressfreieres Fahren.

Verbessertes Kundenerlebnis

Maßgeschneiderte IoT&AI-Lösungen können dabei helfen, nachhaltig mit Kunden in Kontakt zu treten. Sie stärken die Kundenbindung und schaffen dank maßgeschneiderter digitaler Services überwältigend positive Kundenerlebnisse. Datengesteuerte Hersteller sind besser in der Lage, Lösungen zur Kundenbindung zu entwickeln. Sie managen langfristige Beziehungen, indem sie die Kundenabwanderung im Vorfeld erkennen und gezielte Angebote entwickeln, um unerwünschten Entwicklungen entgegenzuwirken.


Nehmen Sie Kontakt auf, um mehr über die Record Evolution Plattform für IoT & AI zu erfahren. Finden Sie heraus, wie Sie die Plattform nutzen können, um Ihre eigenen digitalen Lösungen zu entwickeln.

Ihr Ansprechpartner:

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Marko Petzold
Record Evolution GmbH
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