Industrie 4.0: Interaktion von Mensch und Maschine

Smart Products & Smart Companions – Auf dem Weg zum Digitalen Taylorismus

Das „Internet of Things“ (IoT) ist der Beschleuniger für die Digitalisierung. Diese damit angesprochenen Dinge sind uns vertraute Alltagsgegenstände, Gebäude, Geräte, Maschinen und Kleidung, die von Software gesteuert werden und mit ihrer Umwelt interagieren. Über eingebettete Sensoren sammeln diese smarten Produkte unterschiedlichste Daten, analysieren diese, finden Zusammenhänge oder Anomalien und tauschen diese autonom mit anderen Geräten aus.

Dies betrifft nicht nur die vielen mobilen Endgeräte, sondern Fahrzeuge jeglicher Art, Beleuchtungsanlagen, Windkraftwerke und Industrieanlagen, Smartmeter und Überwachungskameras bis hin zu Fernsehern, Mediaplayern und Kühlschränken. Für all diese Geräte ist Konnektivität das zentrale Thema, egal ob zu Hause, in der Fußgängerzone, im Büro, der Fabrik oder unterwegs in Auto, Bahn oder Flugzeug.
In den nächsten drei Jahren werden laut Gartner über 20 Milliarden IoT-Geräte installiert sein, die eine unvorstellbare große Menge an Daten in hoher Geschwindigkeit und unterschiedlichster Qualität generieren. Daten, die allesamt für neue Geschäftsideen genutzt werden könn(t)en.

Smart Products

Smarte Produkte, die schon während ihrer Herstellung mit ihrer Umgebung kommunizieren, steuern die Fertigung der Industrie 4.0, einer Vision des vierten industriellen Zeitalters, die maßgeblich vom Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) mitgeprägt wurde.
Hier steht nicht mehr die Massenfertigung im Mittelpunkt, sondern die kundenspezifische Produktion mit niedrigen Losgrößen.

Dies erfordert sehr flexible Fertigungsumgebungen, zusammen mit der Entwicklung von Prozessen, die Eigendiagnosen ermöglichen und sich ständig selbst optimieren und konfigurieren. Die Vision von Industrie 4.0 umfasst die Integration und Nutzung mechatronischer Komponenten im Sinne von „Plug ‘n Produce“, wo für die Fertigung erforderliche Module der Produktionslinie automatisch erkannt, ins Netzwerk der Anlage integriert, konfiguriert und in die Anlagensteuerung eingebunden werden.

 

„Augmented Reality“ (AR) kann bei der Durchführung komplexer Aufgaben unterstützen

Augmented Reality

In den Fabriken der Zukunft werden Menschen bei der Durchführung von komplexen Aufgaben auf digitale Begleiter zurückgreifen können, die sehen, hören und tasten können und damit ihre Umgebung wahrnehmen. Die Kommunikation und Interaktion mit den Maschinen wird durch personalisierte, im Kontext der Aufgabe, der Umgebung oder der Leistungsfähigkeit angepasste Information erleichtert, die auf einzelne Arbeitsplätze zugeschnitten ist.
Dabei liefert die sogenannte Erweiterte Realität („Augmented Reality“) bedeutende Beiträge, um KI-Systeme in der Interaktion mit dem Menschen zu unterstützen. Systeme, die Maschinen und Maschinenteile über die Kamera in der Brille erkennen, erweitern die physische Umgebung über einen vor dem Auge getragenen Bildschirm. Dort werden Einblicke in die Betriebsdaten visualisiert, Funktionsweisen erläutert oder Wartungs- und Reparaturhinweise gegeben.

Mensch und Maschine

Damit ergänzen Computer die Fertigkeiten der Menschen bzw. erweitern ihre Fähigkeiten, sei es physisch oder kognitiv. In diesem Zusammenhang spielen die neuen Verfahren der Künstlichen Intelligenz (KI) eine bedeutende Rolle, wo insbesondere beim Deep Learning seit Jahren beeindruckende Entwicklungssprünge stattfinden. Diese Systeme werden nicht mehr programmiert, sondern auf Grundlage von Beispielen trainiert und lernen so selbstständig Probleme zu lösen oder sich selbst zu steuern – zum Teil besser als der Mensch. Während wir uns längst an Maschinen gewöhnt haben, die stärker, schneller oder ausdauernder physische Arbeit verrichten, übernehmen smarte Maschinen nun plötzlich auch Aufgaben für die „Verstehen“ und „Denken“ nötig sind!

Dabei geht die Tendenz durchaus von kooperativen Assistenzsystemen über wechselseitig abhängige Mensch-Maschine-Szenarien hin zu Tätigkeiten, wo Mensch und digitale Agenten auch bei kognitiven Aufgaben im Wettbewerb miteinander stehen.
Müssen wir also befürchten, dass Computer einmal „schlauer“ sein werden als wir selbst?
Für viele spezielle Tätigkeiten wird die Antwort JA lauten: Wo Aktivität im Detail messbar und verstehbar ist, werden Computer den Menschen überflügeln oder haben dies bereits getan. Wie die industrielle Revolution die physische Fähigkeit des Menschen vielfach neutralisiert und die Arbeitsteilung neu definiert hat, wird die Künstliche Intelligenz dies auch im Rahmen kognitiver Aufgaben tun und eine neue Form von Digitalem Taylorismus etablieren: Auch in komplexe und geistig anspruchsvolle Tätigkeiten hält die Arbeitsteilung zwischen Mensch und Maschine Einzug und erreicht damit völlig neue Möglichkeiten und Leistungen. //

 

von Prof. Dr. Andreas Dengel

 

 

Aufmacherbild / Beitragsbild

Quelle: DFKI

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