Mit KI wird Industrie 4.0 greifbar

Mit KI rückt die Industrie 4.0 in großem Maßstab näher. Wie genau kann KI die nächste industrielle Revolution unterstützen? Auf welche Strategien setzen Konzerne beim Aufbau von KI-Ökosystemen?

Der Markt für KI wächst dynamisch. Laut Fortune Business Insights belief sich das Marktvolumen im Jahr 2024 auf 233,46 Mrd. USD. Der Markt wird voraussichtlich von 294,16 Milliarden USD im Jahr 2025 auf 1.771,62 Mrd. USD bis 2032 wachsen: Eine jährliche Zuwachsrate um 29,2 %. Vention Teams nennt etwas andere Zahlen und taxiert den KI-Gesamtmarkt 2024 auf 184 Mrd. USD. Bis 2030 wird eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate von 28,46 % auf 826,7 Mrd. USD prognostiziert.

Der Markt wird durch mehrere Kerntrends angetrieben: KI-Softwarelösungen und Cloud-basierte Bereitstellungsmodelle, Generative KI und KI zur menschlichen Unterstützung. Der Markt für generative KI ist dabei das Segment mit der stärksten Wachstumsdynamik: Das Marktvolumen in diesem Teilbereich wurde durch Vention Teams 2024 auf 36,1 Mrd. USD geschätzt und könnte Prognosen zufolge bis 2030 mit einer bemerkenswerten CAGR von 46,47 % auf 356,10 Mrd. USD anwachsen.

Investitionen in KI: In was investieren Unternehmen eigentlich?

Klar ist schon jetzt: Die KI wird einen wachsenden Einfluss auf Verbraucher und Unternehmen ausüben. Medizinische Innovationen sind ebenso so zu erwarten wie ein grundlegender Einfluss auf Alltagsentscheidungen. KI wird uns Reisepläne und Einkaufslisten erstellen und uns zu Konsum- und Vertragsentscheidungen beraten. Ob Banken, Arztpraxen, Versicherungsmakler, Mobilfunkbetreiber oder Vergleichsportale wie Casinoservice.org: Unternehmen aus allen Branchen ändern ihre operativen Prozesse ein Stück weit.

Die Liste der Prozesse in Unternehmen, die durch KI künftig beeinflusst werden, ist lang. KI-Systeme analysieren Sensordaten von Anlagen, um Anomalien zu erkennen und potenzielle Ausfälle vorherzusagen, bevor sie auftreten.

KI verbessert die Produktqualität, reduziert menschliche Fehler und stellt die Einhaltung von Industriestandards  sicher. KI kann in Smart Factories Fehler erkennen – und zwar oft präziser als ein Mensch. KI-gestützte Roboter führen verschiedene Aufgaben aus, von der Montage bis zur Lackierung und Verpackung. KI-gesteuerte Arbeitsanweisungen unterstützen mit intelligenten, echtzeitbasierten Anleitungen Mitarbeiter.

KI macht Industrie 4.0 für Unternehmen greifbar

Die Liste der Unternehmen, die in KI investieren, liest sich wie das Who is Who der Weltwirtschaft. Microsoft, Google, IBM, Amazon, Nvidia, Siemens, General Electric, SAP, Rockwell Automation, Mitsubishi und weitere Großkonzerne haben das Potenzial der Technologie längst erkannt.

Siemens etwa investiert eine dreistellige Millionensumme in Künstliche Intelligenz für die Industrie. Das KI-Modell soll die Produktivität steigern. „Siemens will das große Sprachmodell für die Industrie stellen“, äußerte Technologie- und Strategievorstand Peter Körte in einem Interview mit dem Handelsblatt.

Körte skizzierte gegenüber dem Blatt das Potenzial, das er in KI für die Industrie sieht. KI-Agenten – also mehreren Sprachmodellen in Verbindung miteinander –  könnten ganze Prozessketten abgebildet werden. Dadurch seien in Fabriken Produktivitätssteigerungen von bis zu 50 % möglich.

Was Körte letztlich meint: Industrie 4.0. Diese sieht hochvernetzte, datengesteuerte und zunehmend autonome Produktionsumgebungen vor. KI liefert die wesentlichen Fähigkeiten dafür.

KI analysiert Sensordaten, um Geräteausfälle vorab zu erkennen und zu verhindern. Das Ziel: Die Minimierung von Ausfallzeiten, Kosteneinsparungen und verbesserte Produktionseffizienz.

KI-gestützte Qualitätskontrollen können die Kosten reduzieren und die Kundenfreundlichkeit erhöhen. Zum Einsatz kommt dabei KI-basierte Bildverarbeitung und Objekterkennung zur Fehler- und Mängelerkennung. Diese Technologien sind nicht nur in Fabriken relevant, sondern z.B. auch in der Versicherungsbranche.

Die zukünftigen Lieferketten der Weltwirtschaft sollen dem Vorstellungen der Industrie zufolge durch KI robuster und effizienter werden. KI kann Nachfrageschwankungen und Störungen voraussehen und  Bestands- und Logistikprozesse optimieren. Der Gewinn für Unternehmen:  Reduzierte Engpässe und verbesserte Just-in-Time-Fertigung.

In der Fertigungsindustrie werden intelligente Roboter Menschen eine Menge Arbeit abnehmen.  Vor allem die Automatisierung repetitiver Aufgaben verspricht Produktivitätsgewinne.

Die Entwicklung hin zur Industrie 4.0 ist älter als die derzeit bei Privatanwendern besonders beliebten Sprachmodelle. Das Siemens Elektronikwerk in Amberg etwa  wurde bereits 2028 mit dem „Industrie 4.0-Award“ in der Kategorie „Smart Factory“ ausgezeichnet.

Nicht zuletzt die flächendeckende Vernetzung sämtlicher Maschinen und Produkte in der Fabrik führte zu der Preisverleihung.  So nutzt das Werk Dashboards, die über sämtliche Performance-, Produkt- und Qualitätsdaten aller Maschinen und Produkte in Echtzeit informieren.

„Dadurch sind wir nicht nur in der Lage, sehr schnell auf Abweichungen zu reagieren, sondern können auch kontinuierlich an der Verbesserung von Produkten, Prozessen und Lieferanten arbeiten“, betonte Dr. Gunter Beitinger, Leiter des Amberger Elektronikwerks, damals.

So entwickeln sich die KI-Ökosysteme

Konzerne wie Siemens haben Strategien aufgesetzt, um KI erfolgreich in ihre industriellen Prozesse zu integrieren. Es geht dabei nicht mitnichten nur um den Kauf von Software, sondern um den Aufbau umfassender KI-Ökosysteme.

Forschung und Entwicklung (F&E) sind dabei ein zentraler Baustein. Großunternehmen investieren massiv in den Aufbau eigener KI-Infrastrukturen. Meta etwa stellte 2024 Systeme vor, die mit jeweils 24.576 H100 von NVIDIA bestückt sind – und bereits zu diesem Zeitpunkt einen deutlichen Ausbau auf 350.000 H1 vorsahen. “Bei der Entwicklung von KI zu führen, bedeutet beim Investment in Hardware zu führen”, lautet das Credo der Facebook-Mutter.

Nicht alle Unternehmen bauen gänzlich eigene KI-Ökosysteme auf: Auch der Einkauf von einsatzbereiten Lösungen gehört zur Landschaft. IBM etwa stellte im Mai 2025 auf der Think-Konferenz in Boston mehrere Neuerungen vor, mit denen Unternehmen Künstliche Intelligenz schneller und sicherer in ihre Geschäftsprozesse integrieren können. CEO und Chairman Arvind Krishna kündigte an: „IBM stattet Unternehmen mit hybriden Technologien aus, die die Komplexität verringern und die produktionsreife KI-Implementierung beschleunigen.“

Im Mittelpunkt steht dabei die Watsonx-Plattform. Mit dieser können Unternehmen die Integration, Anpassung und Bereitstellung von KI-Agenten erleichtern. KI-Agenten sind eine Weiterentwicklung von Chatbots und können eigenständig Aufgaben in Unternehmen übernehmen. Ein neuer Katalog mit über 150 einsatzbereiten Tools soll die Einstiegsschwelle für Unternehmen reduzieren und wurde für Juni 2025 angekündigt.

Fachkräftemangel bremst vielerorts noch

Neben dem Aufbau eigener Strukturen und dem Einkauf von Lösungen Dritter verfolgen Unternehmen weitere Strategien – etwa Partnerschaften und Kooperationen. Allianzen mit spezialisierten KI-Firmen, Startups und anderen Branchenakteuren können dabei Zugang zu Technologie und Know-how verschaffen.

Natürlich gibt es auch noch Hürden, die die Entwicklung verlangsamen können. Dazu zählt insbesondere der Fachkräftemangel. Viele Unternehmen schulen Mitarbeiter intern. Doch dies reicht nicht aus: Um eine Brücke zwischen akademischer Forschung und industrieller Anwendung zu errichten, müssen Hochschulen und Forschungseinrichtungen in die KI-Ökosysteme einbezogen werden.