So nutzt Krones digitale Zwillinge und KI in der Produktion

Krones hat gemeinsam mit seinen Technologie-Ökosystem-Partnern einen wichtigen Durchbruch erzielt, indem es mithilfe der Nvidia-Omniverse-Bibliotheken und OpenUSD den Einsatz von Digital Twins zur Optimierung industrieller Betriebsabläufe deutlich weiterentwickelt hat. Diese neue Generation der digitalen Zwillinge hat KI-Agenten integriert, die physikalisch exakte Echtzeit-Simulationen mit einer künstlicher Intelligenz kombinieren, die selbst urteilen und Entscheidungen treffen kann.

Die Agentic Digital Twins sind nicht mehr nur virtuelle Abbilder der Abfüll- oder Verpackungsmaschinen von Krones. Sie treiben die industrielle Prozesse voran, indem sie sich durch digitale Simulationen selbst optimieren und ihre Verbesserungen auf reale Maschinen übertragen.

„Mit den Agentic Digital Twins zeigen wir, dass Digitalisierung und KI nicht nur Vision sind, sondern heute schon konkrete Effizienzgewinne und nachhaltige Vorteile bringen“, erklärt Vorstandsmitglied Markus Tischer. „Gemeinsam mit unseren Partnern setzen wir neue Maßstäbe in der Getränkeindustrie.“

In nur zwei Monaten gelang es Krones, seine Simulationen von Maschinen und Anlagen grundlegend zu verbessern und die Effizienz der Getränkeproduktion auf eine neue Stufe zu heben: Bisher hatten die einzelnen Simulationsläufe drei bis vier Stunden benötigt, doch das war zu langsam für Optimierungen in Echtzeit in einer hoch dynamischen Fertigung.

Die begrenzten Möglichkeiten, verschiedene Szenarien schnell zu testen, verzögerten Entscheidungen und führten zu einem höheren Ressourcenverbrauch, ineffizienter Produktion und mangelnder Agilität. Krones brauchte daher eine Lösung, die schnellere, skalierbare und intelligentere Simulationen ermöglichte, um wettbewerbsfähig in der Industrie 4.0 zu bleiben.

Italienischer Maschinenbau trotzt allen Krisen

Deutsche Technik trifft italienische Präzision: Mit Hightech, Nachhaltigkeit und KI wächst Italiens Maschinenbau trotz Krisen. Milliardeninvestitionen, starke Förderprogramme und innovative Partnerschaften treiben Europas Industriekern neu an.

Ernst Leiste

Zusammen mit Ansys (Teil von Synopsys), Cadfem, Microsoft, Nvidia und SoftServe entwickelte Krones deshalb einen physikalisch exakten digitalen Zwilling, der solche Simulationen in weniger als fünf Minuten schafft. Er lässt seinen KI-Agenten verschiedene Szenarien und Einstellungen in einem virtuellen Modell prüfen und optimiert Arbeitsabläufe dadurch automatisch. In einem Optimierungskreislauf analysiert die KI ihre Simulationsergebnisse, passt die Parameter an und startet dann neue Durchläufe. So lassen sich beispielsweise Geschwindigkeiten, Temperaturen oder Ablaufsteuerungen in Echtzeit ausprobieren und ihre Wirkungen vergleichen.

Auf diese Weise lernt der digitale Zwilling selbstständig, welche Einstellungen die optimalen Ergebnisse liefern. Seine besten Lösungen werden danach auf die reale Anlage übertragen. So lassen sich Produktionsszenarien in Echtzeit vergleichen, Optimierungen sofort umsetzen und Ressourcen intelligenter nutzen. Die Ausführung dieser rechenintensiven Simulationen erfolgt in der Microsoft Azure Cloud auf der Nvidia Plattform für beschleunigtes Computing . Diese skalierbare Infrastruktur beschleunigt die Berechnungen um ein Vielfaches.

Vorteil für Industrie: Getränkeproduktion exakt digital abbilden

Das ist ein Durchbruch für die ganze Industrie. Digitale Zwillinge mit Agenten-KI vereinen Simulation, Automatisierung und künstliche Intelligenz, um virtuelle Modelle von Maschinen, Anlagen oder Prozessen zu erstellen, die sich kontinuierlich selbst verbessern. Denn bisher erforderten digitale Zwillinge immer noch menschliche Entscheidungen und Eingriffe. Doch die neue Generation nutzt ihre Urteils-, Entscheidungs- und Handlungsfähigkeiten, um eigene Entscheidungen auf der Grundlage von Echtzeitdaten zu treffen. Ihre KI-Agenten simulieren Szenarien, reagieren auf Veränderungen und können automatisch Arbeitsabläufe auslösen. So lassen sich Automatisierungssysteme bauen, die eigenständig Verbesserungen erarbeiten, statt einfach nur den Ist-Zustand einer Anlage abzubilden.

Diese Vorteile nutzen einer Pressemitteilung zufolge besonders den Krones-Kunden aus der Getränkeindustrie. Die Verarbeitung von Flüssigkeiten erfordert ein präzises Zusammenspiel physikalischer Prozesse, die sich ständig verändern. Von der Abfüllgeschwindigkeit über das Flaschendesign bis zum Strömungsverhalten ist die Dynamik sehr komplex. Deshalb müssen Druck, Durchfluss und Turbulenzen kontinuierlich in Echtzeit überwacht, vorhergesagt und optimiert werden. Nur so lassen sich Ressourcenverschwendung oder Störungen in späteren Produktionsschritten vermeiden. Jede einzelne offen gebliebene Flasche kann eine neue Herausforderung für die Steuerung, Bedienung und Simulation der Maschinen sein.

Einsatz von KI und Cloud Computing optimiert Flüssigkeitsverarbeitung kontinuierlich

Die Antwort darauf sind digitale Zwillinge mit KI-Agenten. Sie bilden die physikalische Welt bis zum letzten Tropfen digital ab und können eigene Entscheidungen treffen, um die Abläufe immer wieder zu optimieren. Krones definiert mit seinen Technologie-Ökosystem-Partnern neu, wie Maschinen sich verhalten und simuliert werden können. Der Einsatz von KI und Cloud Computing optimiert die Flüssigkeitsverarbeitung kontinuierlich, damit seine Kunden ihre Produkte effizienter, nachhaltiger und produktiver herstellen können.

Dieser Erfolg wurde durch eine enge, interdisziplinäre Zusammenarbeit möglich: regelmäßige Engineering-Workshops, gemeinsame Entwicklungs-Sprints und ein klarer Fokus auf geschäftliche Ergebnisse brachten Fortschritte in kürzester Zeit. Zu den Ergebnissen gehören die schnellere Inbetriebnahme von Maschinen oder Anlagen, höhere Effizienz, weniger Stillstände und eine datengesteuerte Leistungserbringung. Der Wasserverbrauch sinkt und die Anlagen sind rund um die Uhr optimal konfiguriert. Mit KI und digitalen Zwillingen baut Krones nicht einfach nur Maschinen, sondern gestaltet die Zukunft der Fertigungsindustrie neu.

Quelle: Krones