Anwendungsbeispiele von Künstlicher Intelligenz in ERP-Systemen
Die ERP-Softwarebranche erfährt aufgrund des Einflusses der technologischen Entwicklungen im Bereich der Künstlichen Intelligenz (KI) bereits seit einigen Jahren einen sichtbaren Wandel. In diesem Beitrag werden die konkreten Auswirkungen von KI-Anwendungen auf ERP-Lösungen thematisiert und anhand von konkreten Anwendungsbeispielen veranschaulicht.
Künstliche Intelligenz (KI) wird definiert als „ein Teilgebiet der Informatik, das sich mit der Entwicklung von Computern oder Maschinen beschäftigt, die menschenähnliche Intelligenz aufweisen sollen. Das Hauptziel der KI besteht darin, Maschinen mit der Fähigkeit auszustatten, Aufgaben zu erledigen, die normalerweise menschliche Intelligenz erfordern würden. [1]“ Diese qualitativ hochwertige Antwort wurde von der internen Fraunhofer GPT Anwendung auf die Frage „Was ist KI ?“ ausgegeben und zeigt, wie Wissen vorbereitet, generiert, gespeichert, von maschinellen Algorithmen weiterentwickelt wird und in den Arbeitsalltag einfließen kann. Dieser Beitrag soll verdeutlichen, inwieweit KI-Anwendungen auch Stück für Stück immer weiter in ERP-Systeme einfließen und was dies konkret bedeutet.
KI-Algorithmen und -Modelle verwenden Elemente aus dem Bereich des Maschinellen Lernens. Computer nutzen im Rahmen des maschinellen Lernens Daten, um Informationen zu extrahieren. Sie lernen und können Muster erkennen, ohne dass sie darauf explizit programmiert werden. Neuronale Netzwerke, wie sie in Deep Learning verwendet werden, sind ein wesentlicher Bestandteil vieler moderner KI-Anwendungen [2]. Experten sind sich einig: In der Technologieentwicklung wird KI als bedeutender Quantensprung angesehen [3].
Große Technologiekonzerne wie etwa Apple, Microsoft, Alphabet, Amazon, Nvidia und Meta Platforms (vormals Facebook) tätigen seit einigen Jahrzehnten massive Investitionen in die KI-Forschung und -Entwicklung. Eine aktuelle Studie im Auftrag des Digitalverbands Bitkom verdeutlicht, dass Unternehmen in Deutschland ein gesteigertes Interesse an KI haben. Nach wie vor sind es jedoch vor allem große Unternehmen, die KI-Applikationen nutzen [4].
Der ERP-Anbietermarkt hat auf den gestiegenen Bedarf reagiert. ERP-Anbieter integrieren KI-Anwendungen immer mehr in die Funktionen ihrer Systeme oder stellen sie als kompatible Module zur Verfügung. ERP-Softwarehersteller investieren in KI-Applikationen, sei es durch die Integration von bestehenden KI-Anwendungen oder durch die Weiterentwicklung von Kern-ERP-Funktionen. SAP, IFS und Microsoft haben in den letzten Jahren Milliardeninvestitionen in das Thema Künstliche Intelligenz getätigt. Die Anzahl jüngerer Beteiligungen an KI-Start-ups verdeutlicht das Engagement der ERP-Hersteller im Bereich KI [5]. Auch mittelstandsorientierte ERP-Anbieter wie Comarch, PSI, ProAlpha, Asseco und GUS Deutschland investieren in KI-Technologien.
In diesem Kontext muss jedoch hervorgehoben werden, dass es keine allwissende KI in der ERP-Welt gibt – zumindest noch nicht. KI-Lösungen setzen verschiedene Technologien mit unterschiedlichen Anwendungsszenarien und Komplexitätsgrad ein. Im Folgenden werden einige der vielen Anwendungsszenarien im Bereich ERP dargelegt, die Geschäftsprozesse nachhaltig transformieren. Die nachfolgende prozessorientierte Darstellung von Anwendungsfällen kann nur eine Momentaufnahme sein.
Marketing
Im Bereich des Marketings wird KI-Technologie eingesetzt, um Informationen in Kundenkontaktpunkten zu sammeln und zu analysieren um Rückschlüsse auf Kundenpräferenzen und Wünsche der Kunden zu ziehen. So können z. B. Hersteller Daten, die von einem webbasierten Produktkonfigurator gesammelt werden, in die Produktprogrammplanung einspielen. KI-Anwendungen werten die gesammelten Daten aus und speisen diese Informationen in Produktionssysteme ein. Tesla nutzt die KI-Technologie beispielsweise, um die Beliebtheit bestimmter Ausstattungskomponenten zu messen und die Daten automatisch in die Produktionsplanung von Fahrzeugen zu integrieren [6].
Vertrieb
Ein weiterer Anwendungsbereich für die Nutzung von KI ist der Vertrieb. KI-Technologien können kundenbasierte Analysen verbessern, indem öffentlich zugängliche Quellen z. B. aus Social-Media-Plattformen (Xing, Twitter, LinkedIn etc.) in die ERP-Daten integriert werden. Der produktionsorientierte Anbieter Asseco ermöglicht z. B. die automatisierte Integration, Zuordnung und Verwaltung von relevanten Informationen und Nachrichten aus Portalen mit dem Kundenstamm. Asseco bietet darüber hinaus KI-Lösungen wie etwa KI-Dashboards, Opportunity Management, Posteingangsüberwachung sowie KI-gestützte Absatzprognosen an [7].
Logistik
Der Anwendungsbereich von KI und Machine Learning (ML) in der Logistik ist sehr groß. Konkrete Beispiele für KI-Anwendungen in der Logistik sind KI-gestützte:
- Vorhersagen von Lieferverzügen für ausgehende Lieferungen,
- Optimierung von Lagerparametern,
- Vorhersagen der Ankunftszeit von Verkehrsmitteln (z. B. LKW).
Weitere Beispiele für den Einsatz von KI-Technologien in der Logistik sind die automatische Erkennung von Gefahrgutlabeln und Ladungsmitteln sowie der Einsatz von Weareables und Motion-Capture-Verfahren zur Bewegungsanalyse. Eine vollständige Auflistung der ständig wachsenden KI-Einsatzbereiche in der Logistik würde den Umfang in diesem Beitrag überschreiten [8].
Disposition und Einkauf
Unternehmen können mithilfe von KI-Applikationen den Bedarf an Endprodukten (Sales Forecast) und Eingangsmaterialien (Bedarfsplanung) auf Basis von historischen Daten und Datenmustern im ERP analysieren. Hierzu werden teilweise Business-Intelligence-Tools angebunden, um Massendaten von Drittanbietern (z. B. Wetterdaten) in Sales-Forecast-Modelle oder die Bedarfsplanung zu integrieren. Durch die Analyse von historischen Wetterdaten und deren Auswirkungen auf den Verkauf können KI-Anwendungen dabei unterstützen, Vorhersagen darüber zu treffen, wie das Wetter in der Zukunft den Verkauf bestimmter Produkte beeinflussen wird. Comarch hat hierzu eine ganze Reihe eigener KI-Anwendungen entwickelt [9].
Mit dem Einsatz von Chatbots können Bestellanforderungsprozesse effizienter gestaltet werden. Diese Chatbots ermöglichen es, Bestellanforderungen per Chat anzulegen und das Bestellwesen zu optimieren. Eine zunehmende Anzahl an ERP-Herstellern integrieren das auf der „generative Pre-trained Transformer“ (GPT)-Technolgie basierende Chatbot-System von OpenAI in ihre ERP-Lösungen. Chatbots können dabei helfen, Verträge im Einkauf zu überprüfen und auf der Grundlage historischer Muster Verbesserungsvorschläge zu erstellen. Ein weiteres Anwendungsszenario ist die KI-gestützte Bewertung von Lieferanten.
Bild 1: Überblick Einsatzbereiche von KI-Anwendungen in ERP-Systemen.
Produktion
KI-Anwendungen in der Produktion sind aufgrund der Entwicklungen in der Industrie 4.0 sehr weit fortgeschritten. Maschinelle Intelligenz ermöglicht die Optimierung der Bedarfs- und Ressourcenplanung. Die Automatisierung und Vernetzung von Maschinen sorgt dafür, dass Maschinen oder Anlagen mittels Sensoren ihren Zustand erkennen und Betriebszustände in einen zentralen Produktionsleitstand kommunizieren können. Sie werden somit in die Lage versetzt, selbstständig Prozesse anzustoßen (z. B. Auslösung eines Wartungsauftrags auf Basis von Sensordaten, die außerhalb der Toleranz sind). Mögliche Anwendungsszenarien in der Produktion sind somit vorausschauende Wartung (Predictive Maintenance mit IoT-basierten Frühwarnsystemen, die dafür sorgen, dass Komponenten in der Produktion gewartet oder bestellt werden können, bevor ein Schaden eintritt) sowie automatisiert angestoßene Qualitätsüberprüfung [10].
KI kann darüber hinaus auch in operativen Produktionsprozessen wie etwa der Montage zum Einsatz kommen. In der Montage wird zur Unterstützung von Arbeitskräften vermehrt die Objekterkennung mit Augmented-Reality-Brillen eingesetzt. Hierfür muss die KI-Anwendung im Voraus mit qualitativ hochwertigen Bildern und Daten trainiert werden. So werden beispielsweise CAD- und PDM-Daten extrahiert und für das automatisierte Training der KI genutzt.
Service
Chatbots, virtuelle Assistenten und andere Formen der konversationellen KI werden auch im Bereich Service verstärkt eingesetzt, um sowohl interne Prozesse zu optimieren (Ticketmanagement) als auch den Kundenservicegrad zu erhöhen. Der schwedische ERP-Anbieter IFS hat das Potenzial von ChatGPT-Anwendungen zur automatisierten Verarbeitung von natürlicher Sprache für sich erkannt. IFS setzt KI beispielsweise u. a. im Bereich der Einsatzplanung von Service-Technikern im ERP-System ein [11]. Der ERP-Hersteller ProAlpha hat komplexe KI-Algorithmen für die effiziente Servicefall-Bearbeitung implementiert [12].
Rechnungswesen
Immer mehr Aufgaben lassen sich automatisieren – nicht nur im Bereich Supply Chain Management, sondern auch im Finanz- und Rechnungswesen. Während das Potenzial von KI zur Automatisierung von Buchungsprozessen sehr groß ist, ist die Umsetzung bisher zurückhaltend. Nur 11 % der mittelständischen Unternehmen nutzen KI-Lösungen in der Buchhaltung [13]. Dabei eröffnen KI-gestützte Datenanalysen und die Automatisierung der Berichtserzeugung großes Potenzial. Die Nutzung von KI-Technologien zur Optimierung der Rechnungseingangsverarbeitung und -genehmigung sind hingegen stärker verbreitet. E-Invoicing sowie Machine-Learning-Algorithmen unterstützen die automatische Zuordnung von Lieferantenrechnungen zu ERP-Belegen und beschleunigen die Buchungsprozesse in der Buchhaltung.
Übersicht der Anwendungsbeispiele
Jegliche Darstellung von Anwendungsbeispielen von KI-Anwendungen in ERP-Systemen kann nur als Momentaufnahme betrachtet werden. Dennoch ist es sinnvoll, einen Überblick über aktuelle Beispiele zu geben, um das Potenzial von KI-Applikationen aufzuzeigen. Laut einer Bitkom-Studie aus dem Jahr 2022 ist das Potenzial der Einführung von KI-Lösungen im Marketing, dem Supply Chain Management (Logistik, Einkauf und Produktion) am größten.
Fazit
Es gibt viele Entwicklungen und Trends im ERP-Markt, die in Zukunft eine wichtige Rolle spielen werden. Ein wichtiger Aspekt ist die Integration von KI und Machine Learning in ERP-Systeme, um Prozesse weiter zu automatisieren und effizienter zu gestalten. KI wird laut Experten künftig ein Grundpfeiler des intelligenten Unternehmens von Morgen sein. Die Anwendungsbeispiele zeigen, dass KI-Anwendungen in jedem Funktionsbereich Nutzen stiften können.
Das Potenzial von KI-Technologien wie ML, ChatGPT oder anderen KI-Anwendungen geht weit über die aufgeführten prozessbasierten Anwendungsszenarien hinaus. ERP-Anbieter werden auf lange Sicht ihre ERP-Lösungen und Services in vielfältigen Anwendungsgebieten umgestalten und um neueste KI-/ML-Algorithmen ergänzen. Die Inte-gration von KI-Applikationen wird Experten zufolge zu einem bedeutenden Wettbewerbsvorteil führen.
Literatur:
[1] ChatGPT (openai.com); Antwort auf die Frage „Was ist KI?“.
[2] Kipp, M. (2023): Maschinen mit künstlichen Gehirnen – Was ist Deep Learning? In: Künstliche Intelligenz und menschliche Gesellschaft. De Gruyter. S. 25–40.
[3] Holtel, S.; KI-volution: Künstliche Intelligenz einfach erklärt für alle. Redline Verlag. München. 2020, S. 56.
[4] Berg, A. (2022): Künstliche Intelligenz – Wo steht die deut sche Wirtschaft?. Ergebnisse der Studie Bikom Research.
[5] Kerkmann, C. (2023), SAP Investiert in drei führende KI-Start-ups, In: Handelsblatt, https://www.handelsblatt.com/technik/it-internet/aleph-alpha-anthropic-cohere-sap-investiert-in-drei-fuehrende-ki-start-ups/29265004.html. Soares, P.A.deS. (2023): Microsoft erhöht KI-Investitionen – Aktie verliert. In: Handelsblatt online, https://www.handelsblatt.com/technik/it-internet/quartalszahlen-microsoft-erhoeht-ki-investitionen-aktie-verliert/29278100.html.
[6] Versteegen, P. (2023): Finanzwissen. KI Aktien 2023. Künst liche Intelligenz Aktien mit Potenzial. https://finanzwissen.de/investieren/aktien/tech/ki/
[7] N.N.: Die Innovationen KI-Module von Asseco (2022). KI-Lageroptimierung zur Lösung. https://www.applus-erp.de/wp-content/uploads/2022/02/2021-11-03-APplus-Flyer-KI.pdf. KI-Lageroptimierung zur Lösung.
[8] Murrenhoff et. al: (2021): Künstliche Intelligenz in der Logistik. Hrsg. Ten Hompel et al. Whitepaper, S. 11–17.
[9] Böing, T. (2022): Künstliche Intelligenz als persönlicher Assistent – Daten als Grundlage für KI-Einsatz in Einzelhandel. Großhandel und Fertigung. https://www.comarch.de/news/erp/erp-news/ki-einsatz-in-einzelhandel-grosshandel-und-fertigung/.
[10] Van, Hoa My (2022): Industrie 4.0. Ein Turbo für Künstliche Intelligenz in der Produktion. https://safe-intelligence.fraunhofer.de/artikel/ki-in-der-produktion?utm_source=website.
[11] Wolf, M. (2021): Künstliche Intelligenz (KI) in der Service-Techniker Einsatzplanung im ERP-System IFS Cloud. ERP-Cyber-Contest der MQ result consulting AG. https://www.youtube.com/watch?v=eMbXuunVVPY.
[12] N.N. (2021): Wie KI und RPA das ERP auf eine neue Stufe heben. Die Fertigungsindustrie wird fit für die Zukunft – dank KI und RPA. https://www.proalpha.com/de/blog/wie-ki-und-rpa-das-erp-auf-eine-neue-stufe-heben.
[13] Bangemann E. und Hmyzo E. (2023): Wie KI das Rechnungswesen revolutioniert. Ergebnisse einer Studie von EY. https://www.ey.com/de_de/assurance/wie-ki-das-rechnungswesen-revolutioniert.
Katharina Kompalka ist seit 2003 wissenschaftliche Mitarbeiterin am Fraunhofer IML und seit 16 Jahren in der ERP-Beratung aktiv. Sie verfügt über umfassende Fachexpertise im Bereich der Geschäftsprozessoptimierung und ERP-Beratung.
Dipl.-Kffr. Katharina Kompalka
Fraunhofer IML Joseph-von-Fraunhofer-Str. 2-4
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