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KEM Konstruktion systems engineering 04.2019

Themenschwerpunkte: Künstliche Intelligenz (KI) - Treiber, Einsatzfelder und Perspektiven für die Industrie – Stolpersteine bei der Nutzung von IoT-Technologien – Früheres Prozesswissen nutzen

Themenschwerpunkte: Künstliche Intelligenz (KI) - Treiber, Einsatzfelder und Perspektiven für die Industrie – Stolpersteine bei der Nutzung von IoT-Technologien – Früheres Prozesswissen nutzen

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04 2019<br />

Das<br />

Kompetenz-<br />

Netzwerk<br />

der Industrie<br />

<strong>Konstruktion</strong><br />

Die passenden Medien für Sie<br />

und Ihre Branche:<br />

konradin.de/industrie<br />

media.industrie.de<br />

Smarte Produkte I Digitalisierung I Industrie 4.0<br />

Prozesswissen<br />

von früher nutzen<br />

Datenanalyse – Seite 5<br />

Digitalisierung<br />

richtig angehen<br />

Interview – Seite 10<br />

Grundlagen der KI – Seite 6<br />

Smart Factory erfordert<br />

Künstliche Intelligenz<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>systems</strong> <strong>engineering</strong> 04 2019 1


Industrie<br />

Wissensvorsprung für<br />

Automatisierer<br />

Kompetent – vielseitig – praxisnah<br />

elektro AUTOMATION thematisiert lösungs- und<br />

zukunftsorientiert elektrische Automatisierungstechnik –<br />

von grundlegenden Architekturen und Konzepten bis<br />

hin zu Komponenten und Systemlösungen für die<br />

tägliche Praxis.<br />

Neben Steuerungs- und elektrischer Antriebstechnik<br />

stehen dabei gleichermaßen die industrielle Kommunikation,<br />

Sensorik sowie alle Themen rund um den<br />

Schaltschrank und den Aufbau von Automatisierungsanlagen<br />

im Mittelpunkt der Berichterstattung.<br />

Digital:<br />

und Newsletter<br />

Die passenden Medien für<br />

Sie und Ihre Branche:<br />

konradin.de/industrie<br />

2 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>systems</strong> media.industrie.de<br />

<strong>engineering</strong> 04 2019


EDITORIAL<br />

KI kennen und richtig nutzen<br />

Insbesondere auf der Hannover Messe stand<br />

das Thema Künstliche Intelligenz (KI) im Mittelpunkt<br />

des Interesses. Es wird gleichermaßen<br />

über- wie unterschätzt. Besser wäre es, zunächst<br />

von maschinellem Lernen (Machine<br />

Learning) zu reden, denn die heute verfügbare<br />

Rechenleistung erlaubt verkürzt formuliert über<br />

Wiederholung um Wiederholung das Eintrainieren<br />

und damit Lösen von Aufgaben, bei<br />

denen ein Mensch nicht mehr mithalten kann.<br />

Auch große Datenmengen lassen sich auf diese<br />

Weise nach bestimmten Mustern durchsuchen<br />

– was aber noch lange nicht heißt, dass damit<br />

auch ein Zusammenhang besteht. Dieses<br />

Problem kennen die Statistiker schon lange und<br />

haben dafür auch ein passendes Beispiel:<br />

Vergleicht man über die Jahre hinweg in<br />

Deutschland die Anzahl der Geburten pro Jahr<br />

(bei uns Menschen) mit der Anzahl der Storchenpaare,<br />

führt der nahezu identische Verlauf<br />

beider Kurven in die Irre...<br />

Dementsprechend zieht auch der KI-Experte<br />

Dr. Ulrich Eberl in seinem Beitrag zur Künstlichen<br />

Intelligenz (ab S. 6) das Fazit:<br />

„KI-Systeme werden zwar in den nächsten<br />

Jahren immer mehr Routineaufgaben übernehmen,<br />

aber Menschen werden weiterhin als<br />

Lenker und Denker gebraucht, als Planer<br />

und Entscheider, als kreative Problem- und<br />

Konfliktlöser, als Qualitätssicherer und als Partner<br />

mit emotionaler und sozialer Intelligenz gegenüber<br />

ihren Kunden und Zulieferern – auch in<br />

einer Smart Factory.“ Maschinen, die uns auf<br />

allen Gebieten überflügeln könnten, seien bei<br />

weitem nicht in Sicht. Sein Beitrag beleuchtet<br />

die Grundlagen, Entwicklungen und<br />

Grenzen moderner KI-Systeme.<br />

Nicht zu übersehen ist aber bei all dem, dass KI<br />

das produzierende Gewerbe von Grund auf<br />

verändern wird. Tresmo-CEO Jan Rodig (im Interview<br />

ab S. 10) sieht hier eine große Gefahr<br />

für deutsche Unternehmen. „Chinesische<br />

Firmen haben einerseits die Manufacturing-<br />

Erfahrung und andererseits investieren sie<br />

riesige Summen in KI – das ist der kritische<br />

Wettbewerbsfaktor der Zukunft.“ Werte China<br />

seine günstigeren Maschinen auch noch mit<br />

smarter, digitaler Technologie auf, werde es für<br />

deutsche Unternehmen schwierig, aufzuholen.<br />

Vor diesem Hintergrund präsentiert die Konradin<br />

Mediengruppe mit dem 2. Kongress<br />

‚Smarte Maschinen im Einsatz – Künstliche<br />

Intelligenz in Unternehmen‘ Hintergrundund<br />

Praxiswissen rund um KI-basierte Anwendungen.<br />

Agile Mittelständler können hier<br />

genauso wie Start-ups und große Konzerne<br />

eine Standortbestimmung vornehmen und erfahren,<br />

was KI in Firmen heute tatsächlich leisten<br />

kann und wo noch Herausforderungen zu<br />

bewältigen sind. Die Zahl der Teilnehmerinnen<br />

und Teilnehmer ist auf 150 begrenzt, Infos und<br />

Anmeldung sind möglich unter:<br />

www.industrie.de/kuenstliche-intelligenz-2019<br />

Dipl.-Ing. Michael Corban<br />

Chefredakteur<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> <strong>systems</strong> <strong>engineering</strong><br />

michael.corban@konradin.de<br />

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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>systems</strong> <strong>engineering</strong> 04 2019 3


Inhalt<br />

<strong>systems</strong> <strong>engineering</strong> 04 2019<br />

Die DSAG zur digitalen Transformation<br />

Deutliche Ernüchterung<br />

Worauf basieren die modernen Systeme der Künstlichen<br />

Intelligenz? Wo passieren derzeit die rasantesten Fortschritte?<br />

Und was sind die wichtigsten Einsatzgebiete von KI im<br />

industriellen Umfeld?<br />

Menschen und Unternehmen<br />

Meldungen<br />

Die DSAG zur digitalen Transformation ........................... 4<br />

KI unterstützt Analyse von Produktionsdaten ................ 5<br />

Methoden<br />

Künstliche Intelligenz - Titelstory<br />

KI als Schlüssel zur Smart Factory – Treiber,<br />

Einsatzfelder und Perspektiven für die Industrie ............ 6<br />

Anwendungen<br />

Industrie 4.0<br />

Jan Rodig, Chief Executive Officer bei<br />

Tresmo, zu IoT sowie zur Plattformökonomie .............. 10<br />

Rubriken<br />

6<br />

Editorial .......................................................................... 3<br />

Wir berichten über ......................................................... 4<br />

Impressum ..................................................................... 5<br />

Bild: AndSus/Fotolia.com<br />

Bild: DSAG<br />

Marco Lenck, Vorstandsvorsitzender<br />

der Deutschsprachigen<br />

SAP-Anwendergruppe e. V.<br />

Anlässlich des Digitalgipfels 2019<br />

– Wirtschaft 4.0 BW, der Mitte<br />

April stattgefunden hat, kommentiert<br />

Marco Lenck, Vorstandsvorsitzender<br />

der Deutschsprachigen<br />

SAP-Anwendergruppe<br />

e.V. (DSAG), den Stand der<br />

Digitalisierung in Deutschland:<br />

„Die DSAG begreift die digitale<br />

Transformation als herausragende<br />

Chance für Unternehmen in<br />

Deutschland. Von vernetzter Produktion<br />

über digitales Kundenbeziehungsmanagement<br />

bis hin zur<br />

Entwicklung gänzlich neuer Geschäftsmodelle<br />

ergeben sich vielfältige<br />

Wachstums- und Entwicklungsmöglichkeiten.“<br />

Aus dem<br />

DSAG-Investitionsreport 2019<br />

gehe jedoch hervor, dass aktuell<br />

eine deutliche Ernüchterung bei<br />

den Mitgliedern des Vereins eingekehrt<br />

sei. Unternehmen schätzen<br />

demnach ihren derzeitigen<br />

Fortschritt in Sachen digitale<br />

Transformation weit schlechter<br />

ein als noch vor einem Jahr: Derzeit<br />

bewerten 62 % der Befragten<br />

ihren Status der Digitalisierung<br />

mit „nicht weit“. Im Vergleich<br />

zum Investitionsreport<br />

2018 stellt dies eine Verschlechterung<br />

von 10 % dar. Der Vorstandsvorsitzende<br />

Lenck ergänzt:<br />

„Mit dem zunehmenden<br />

Grad des digitalen Fortschritts<br />

wächst die Erkenntnis, in welchen<br />

Bereichen ebenfalls Transformation<br />

notwendig wird. Wir<br />

rufen daher sowohl Politik und<br />

Verbände als auch Anbieter dazu<br />

auf, zeitnah geeignete Rahmenbedingungen<br />

und Standards zu<br />

schaffen, umfassende Informationen<br />

und weitreichende Hilfestellungen<br />

anzubieten sowie den<br />

Anwendern passende Applika -<br />

tionen und Lösungen bereitzustellen.<br />

Die Digitalisierung findet<br />

jetzt statt. Wer verharrt, wird abgehängt.“<br />

Die DSAG kann als<br />

ansässiger Verband mit über<br />

60 000 Mitgliedern aus mehr als<br />

3500 Unternehmen weitreichende<br />

Einblicke in die digitalen Herausforderungen<br />

der Wirtschaft<br />

im DACH-Markt bieten. ik<br />

www.dsag.de<br />

Wir berichten über<br />

<strong>Konstruktion</strong><br />

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ABB ............................................. 9<br />

Affectiva ...................................... 6<br />

Amazon .................................. 9, 10<br />

BMW ........................................... 9<br />

Boston Consulting ....................... 6<br />

DataProphet ................................ 5<br />

Deutschsprachige<br />

SAP-Anwendergruppe ................. 4<br />

Facebook ................................... 10<br />

Franka Emika ............................... 9<br />

Fraunhofer IPA ............................. 9<br />

GE ............................................... 9<br />

Google ................................... 6, 10<br />

Honda .......................................... 6<br />

IBM ............................................. 6<br />

Kaeser Kompressoren ............... 10<br />

Kewazo ........................................ 9<br />

Kuka ............................................. 9<br />

McKinsey ..................................... 6<br />

Mikrotargeting ............................. 9<br />

Mojin Robotics ............................ 9<br />

MVTec Software .......................... 9<br />

Netflix .......................................... 9<br />

Plattform Industrie 4.0 ................. 5<br />

Renfe ........................................... 6<br />

SAP .............................................. 9<br />

Siemens ...................................... 9<br />

Tresmo ....................................... 10<br />

YouTube ....................................... 9<br />

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4 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>systems</strong> <strong>engineering</strong> 04 2019


MELDUNGEN<br />

MENSCHEN & UNTERNEHMEN<br />

Daten-Analytik<br />

KI unterstützt Analyse von Produktionsdaten<br />

In Produktionsdaten – insbesondere auch in<br />

archivierten Daten aus der Vergangenheit –<br />

steckt eine Menge Know-how, das sich nutzen<br />

lässt. „Wir können aus historischen Daten<br />

lernen und auf das kollektive Wissen und<br />

die Erfahrung aller Mitarbeiter zurückgreifen,<br />

die in der Vergangenheit Produktionsprozesse<br />

beeinflusst haben“, sagt Frans Cronje,<br />

Geschäftsführer und Mitbegründer von Data-<br />

Prophet. Das Unternehmen ist spezialisiert<br />

auf die Entwicklung von Lösungen auf Basis<br />

Künstlicher Intelligenz (KI). KI kann vor allem<br />

dazu beitragen, das enorme Datenvolumen<br />

zu beherrschen. „Die Datenmenge ist so umfangreich,<br />

dass sie nicht von einer Person<br />

allein analysiert werden kann“, so Cronje weiter.<br />

Es bestehe die Gefahr, von der Informa -<br />

tionsflut überwältigt zu werden und wichtige<br />

Möglichkeiten der Prozess- und Qualitätsoptimierung<br />

ungenutzt zu lassen. „Entscheidend<br />

ist aber, dass diese Daten von großem<br />

Wert sind und keine großen Investitionen erfordern,<br />

um sie zu extrahieren.“ DataProphet<br />

Bild: DataProphet<br />

„Wir können aus historischen<br />

Daten lernen und<br />

auf das kollektive Wissen<br />

und die Erfahrung aller Mitarbeiter<br />

zurückgreifen,<br />

die in der Vergangenheit<br />

Produktionsprozesse<br />

beeinflusst haben.“<br />

Frans Cronje, Geschäftsführer und<br />

Mitbegründer, DataProphet<br />

schlägt vor, mittels KI komplexe Muster in<br />

Datensätzen zu ermitteln und verschiedene<br />

Betriebsmodelle für die Produktionsanlage<br />

zu entwickeln. Bei herkömmlichen statistischen<br />

Prozesssteuerungsprogrammen würden<br />

die Steuerungsgrenzwerte von Experten<br />

programmiert, erläutert Cronje. „Diese erfassen<br />

dann aber oftmals nicht die komplexen<br />

Interaktionen zwischen allen Prozessvariablen,<br />

woraus sich erhebliche Abweichungen<br />

hinsichtlich Anlagenleistung und Produktionsqualität<br />

ergeben, welche sich die Experten<br />

nicht erklären können.“ Komme dann ein modernes<br />

KI-System wie DataProphets Produkt<br />

OMNI zum Einsatz, könnten anschließend<br />

Steuerungspläne erstellt werden, welche die<br />

Produktion auf ein stabiles, optimiertes<br />

Niveau bringen. „Wir haben beeindruckende<br />

Ergebnisse erzielt“, so Cronje abschließend:<br />

„Eine große Gießerei beispielsweise konnte<br />

ihren Ausschuss pro Jahr um eine Summe<br />

von mehr als einer Million Dollar senken.“ co<br />

www.dataprophet.com<br />

Plattform Industrie 4.0 stellt Leitbild 2030 vor<br />

Gestaltung offener digitaler Ökosysteme<br />

Im Mittelpunkt der Präsentation der Plattform<br />

Industrie 4.0 und ihrer Partner auf der Hannover<br />

Messe 2019 stand ein Leitbild: Die Plattform<br />

will die Entwicklung hin zu globalen digitalen<br />

Ökosystemen mitgestalten. Im Leitbild<br />

2030 sind Souveränität, Interoperabilität und<br />

Nachhaltigkeit die dafür zentralen Leitplanken.<br />

Darüber hinaus unterstreicht es die Notwendigkeit<br />

von Offenheit und Globalisierung<br />

einer digitalisierten Industrie. Dazu werden<br />

vor allem offene, interoperable Standards, geeignete<br />

regulatorische Rahmenbedingungen<br />

sowie gemeinsame IT-Sicherheitslösungen<br />

benötigt. Souveränität steht dabei für freie<br />

Gestaltungsspielräume, die Wettbewerbsfähigkeit<br />

und Selbstbestimmung bei digitalen<br />

Geschäftsmodellen garantieren. Interoperabilität<br />

ist die Grundvoraussetzung für Koopera -<br />

tion sowie für offene Ökosysteme und ermöglicht<br />

somit Pluralität und Flexibilität. Der<br />

Begriff der Nachhaltigkeit betont schließlich<br />

eine moderne industrielle Wertschöpfung,<br />

die einen hohen Lebensstandard sichert. ik<br />

www.plattform-i40.de<br />

<strong>Konstruktion</strong><br />

ISSN 1612–7226<br />

Herausgeberin: Katja Kohlhammer<br />

Verlag:<br />

Konradin-Verlag Robert Kohlhammer GmbH,<br />

Ernst-Mey-Straße 8,<br />

70771 Leinfelden-Echterdingen, Germany<br />

Geschäftsführer: Peter Dilger<br />

Verlagsleiter: Peter Dilger<br />

Redaktion:<br />

Chefredakteur:<br />

Dipl.-Ing. Michael Corban (co), Phone + 49 711 7594–417<br />

Stellvertretende Chefredakteure:<br />

Dipl.-Ing. Andreas Gees (ge), Phone +49 711 7594–293;<br />

Johannes Gillar (jg), Phone + 49 711 7594–431<br />

Korrespondent:<br />

Nico Schröder M.A. (sc), Phone +49 170 6401879<br />

Redakteure:<br />

Dr.-Ing. Ralf Beck (bec), Phone +49 711 7594–424;<br />

Evelin Eitelmann (eve), Phone +49 1520 5767159;<br />

Jörn Kehle (jke), Phone +49 711 7594–407;<br />

Irene Knap B.A. (ik), Phone +49 711 7594–446;<br />

Bettina Tomppert (bt), Phone +49 711 7594–286<br />

Redaktionsassistenz:<br />

Carmelina Weber, Phone +49 711 7594–257, Fax: –1257<br />

carmelina.weber@konradin.de<br />

Layout:<br />

Helga Nass, Phone +49 711 7594–278<br />

Gesamtanzeigenleiter:<br />

Andreas Hugel, Phone +49 711 7594–472<br />

Zurzeit gilt Anzeigenpreisliste Nr. 54 vom 1.10.2018<br />

Auftragsmanagement:<br />

Annemarie Olender, Phone +49 711 7594–319<br />

Leserservice:<br />

Ute Krämer, Phone +49 711 7594–5850<br />

Fax +49 711 7594–15850<br />

E-Mail: ute.kraemer@konradin.de<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> <strong>systems</strong> <strong>engineering</strong> erscheint monatlich<br />

ausschließlich digital.<br />

Auslandsvertretungen:<br />

Großbritannien: Jens Smith Partner ship, The Court, Long<br />

Sutton, GB-Hook, Hampshire RG29 1TA, Phone 01256<br />

862589, Fax 01256 862182, E-Mail: media@jens.demon.co.uk<br />

Schweiz: IFF media ag, Frank Stoll, Technoparkstr.3,<br />

CH-8406 Winterthur, Phone +41 52 633 08 88,<br />

Fax +41 52 633 08 99, E-Mail: f.stoll@iff-media.ch USA:<br />

TD.A. Fox Advertising Sales, Inc., Detlef Fox, 5 Penn<br />

Plaza, 19th Floor, New York, NY 10001, Phone +1 212<br />

8963881, Fax +1 212 6293988, detleffox@comcast.net<br />

Gekennzeichnete Artikel stellen die Meinung des Autors,<br />

nicht unbedingt die der Redaktion dar. Für unverlangt<br />

eingesandte Manuskripte keine Gewähr. Alle in <strong>KEM</strong><br />

erscheinenden Beiträge sind urheberrechtlich geschützt.<br />

Alle Rechte, auch Übersetzungen, vorbehalten. Reproduktionen<br />

gleich welcher Art, nur mit schriftlicher Genehmigung<br />

des Verlages.<br />

Erfüllungsort und Gerichtsstand ist Stuttgart.<br />

© 2019 by Konradin-Verlag Robert Kohlhammer GmbH,<br />

Leinfelden-Echterdingen.<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>systems</strong> <strong>engineering</strong> 04 2019 5


METHODEN<br />

KÜNSTLICHE INTELLIGENZ<br />

Bild: AndSus/Fotolia.com<br />

Smarte Maschinen können heute sprechen und zuhören, lesen und schreiben, laufen und greifen, Objekte erkennen und sicher mit ihnen umgehen<br />

sowie immense Datenmengen analysieren und im Betrieb hinzulernen. Möglich machen dies Fortschritte auf dem Feld der KI<br />

Treiber, Einsatzfelder und Perspektiven für die Industrie<br />

Der Schlüssel zur Smart Factory<br />

– Künstliche Intelligenz (KI)<br />

Worauf basieren die modernen Systeme der Künstlichen Intelligenz (KI), wo passieren derzeit die rasantesten<br />

Fortschritte und was sind die wichtigsten Einsatzgebiete von KI im industriellen Umfeld – wir nehmen Sie mit auf<br />

eine Reise in eines der derzeit interessantesten Technikgebiete und erläutern auch, wo die Grenzen der Technik<br />

und ihres Einsatzes liegen. So viel sei schon vorab verraten: KI-Systeme werden zwar immer mehr Routineaufgaben<br />

übernehmen, aber Menschen werden weiterhin gebraucht – nicht zuletzt als Partner mit emotionaler und<br />

sozialer Intelligenz.<br />

Ulrich Eberl, Wissenschaftsjournalist, Höhenkirchen<br />

Vor 50 Jahren – lange vor den ersten Gedanken an eine smarte<br />

Fabrik (Smart Factory) – hat der Computer- und Roboter-<br />

Pionier Marvin Minsky „Künstliche Intelligenz“ (KI) definiert als<br />

„die Wissenschaft, die Maschinen dazu bringt, Dinge zu tun, die<br />

– würden sie von Menschen vollbracht –Intelligenz erfordern<br />

würden“. Die damaligen Erwartungen der Forscher an KI-Systeme<br />

waren hoch, doch jahrzehntelang blieben die Erfolge dahinter<br />

zurück: Erste selbsttätig fahrende Autos in den 1980er-Jahren,<br />

der IBM-Rechner Deep Blue, der 1997 den Schachweltmeis-<br />

ter besiegte, zweibeinige Roboter wie Hondas Asimo und kleinere<br />

lernfähige Programme, die die Steuerung von Walzwerken<br />

und Papierfabriken optimierten (sinngemäß die Vorläufer der<br />

Smart Factory) – das waren die wesentlichen Meilensteine bis<br />

zum Beginn des 21. Jahrhunderts.<br />

Doch nun ändert sich dies dramatisch. In den letzten Jahren hat<br />

es auf dem Feld der KI mehr Fortschritte gegeben als in den 50<br />

Jahren zuvor. Smarte Maschinen können heute sprechen und zuhören,<br />

lesen und schreiben, laufen und greifen, Objekte erkennen<br />

und sicher mit ihnen umgehen, immense Datenmengen<br />

analysieren und, was das Wichtigste ist: Sie können im Betrieb<br />

hinzulernen – sich also laufend optimieren. Damit bilden sie die<br />

Basis einer Smart Factory und damit der Industrie 4.0.<br />

6 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>systems</strong> <strong>engineering</strong> 04 2019


KÜNSTLICHE INTELLIGENZ<br />

METHODEN<br />

Worauf basieren die modernen Systeme der<br />

Künstlichen Intelligenz?<br />

Die Treiber für den aktuellen Boom der KI sind vor allem<br />

drei Entwicklungen:<br />

• Die Leistungssteigerung der Hardware:<br />

Vor 25 Jahren konnten die stärksten Supercomputer etwa<br />

100 Milliarden Rechenoperationen pro Sekunde durchführen –<br />

das schafft heute jedes gute Smartphone. Zugleich sanken<br />

die Kosten und der Energiebedarf von Mikrochips bei gleicher<br />

Leistung um einen Faktor 10.000 bis 100.000. Darüber hinaus<br />

wurden auch Kameras, Mikrofone und Sensoren aller Art –<br />

etwa Beschleunigungs-, Radar-, Wärme- und Tastsensoren –<br />

wesentlich kleiner und kostengünstiger.<br />

• Die Algorithmen des maschinellen Lernens:<br />

Viele KI-Systeme basieren auf dem Konzept der Neuronalen<br />

Netze: Dabei sind Schichten künstlicher Nervenzellen (Neuronen)<br />

hintereinander gestapelt und miteinander auf komplexe<br />

Weise verschaltet – wobei ihre Verbindungsstärke wie im Gehirn<br />

variieren kann, was sie lernfähig macht. Insbesondere<br />

eignen sich solche Netze dazu, Muster zu erkennen, ohne<br />

dass ihnen einprogrammiert werden muss, an welchen exakten<br />

Eigenschaften sie dies festmachen sollen. Präsentiert<br />

man ihnen viele Fotos von Gesichtern oder Autos, können sie<br />

auch auf unbekannten Bildern sofort Gesichter oder Autos finden.<br />

Ebenso kann man sie mit gesprochenen Worten oder<br />

Schriftzeichen trainieren, und sie erkennen danach Sprach -<br />

befehle oder Handschriften. In den letzten Jahren haben Forscher<br />

spezialisierte Netze entwickelt, die bestimmte Aufgaben<br />

besonders gut erfüllen, etwa die Erkennung von Kanten<br />

in Bildern, zeitlich kodierte Informationen oder eine Art Erinnerung<br />

an frühere Erfahrungen. Man kann auch Neuronale<br />

Netze gegeneinander antreten lassen oder wie im Gehirn mit<br />

Belohnungseffekten arbeiten. Der Hauptunterschied heutiger,<br />

sogenannter Deep-Learning-Systeme gegenüber den Netzen<br />

der 1990er-Jahre ist aber vor allem ihre Leistungsstärke:<br />

Waren damals nur einige Tausend Neuronen in wenigen<br />

Schichten verbunden, so sind es bei den besten Systemen<br />

von heute Milliarden von Neuronen in Dutzenden von Schichten,<br />

die die Erkennungsaufgaben erledigen.<br />

• Die Datenmenge im Internet:<br />

Künstliche Neuronale Netze sind nur so gut wie die Qualität<br />

der Lernbeispiele, mit denen sie trainiert werden. Der Datenschatz<br />

der Menschheit ist enorm: Auf rund 25.000 Exabyte<br />

(Milliarden Gigabyte) dürfte er inzwischen angewachsen sein,<br />

und der größte Teil wird über Internet-Technologien, also in<br />

der Cloud, weitergeleitet oder gespeichert. All diese Milliarden<br />

Bilder, Texte, Videos und Audiodateien lassen sich als<br />

Trainingsmaterial nutzen. Und mit jeder Suchanfrage, mit jeder<br />

Spracheingabe, mit jedem Übersetzungswunsch lernen<br />

die smarten Maschinen hinzu, wird die Smart Factory<br />

leistungsfähiger.<br />

Meinungen und interessante Artikel zum Thema KI<br />

finden Sie auch auf unserer Themenseite<br />

‚Smart Factory und KI‘ unter:<br />

hier.pro/AelZB<br />

„Die Software AlphaGo von<br />

Google DeepMind schlug nicht<br />

nur die weltbesten Spieler<br />

des Brettspiels Go, sondern<br />

die Version AlphaGo Zero<br />

verbesserte sich allein dadurch,<br />

dass der Computer millionenfach<br />

gegen sich selbst spielte.<br />

Vorgegeben waren dem Programm<br />

nur die Spielregeln, nicht<br />

mehr Partien, die von Menschen<br />

gespielt worden waren.“<br />

Wo passieren derzeit die rasantesten<br />

Fortschritte?<br />

Vor allem vier Felder sind es, auf denen KI-Systeme derzeit besonders<br />

Furore machen – und die zudem immer mehr zusammenwachsen:<br />

• (a) die Verarbeitung von Sprache, Bildern, Videos und Texten,<br />

• (b) die Extraktion und Darstellung von Wissen<br />

(in „kognitiven Systemen“),<br />

• (c) die Analyse großer Datenmengen<br />

(„von Big Data zu Smart Data“),<br />

• (d) die <strong>Konstruktion</strong> von (teil)autonomen Maschinen – vom<br />

selbsttätig fahrenden Auto über Flugdrohnen bis zu zwei -<br />

beinigen humanoiden Robotern.<br />

Fast schon im Wochentakt wird von erstaunlichen Erfolgen berichtet,<br />

bei denen sich KI-Systeme oft sogar besser schlagen als<br />

Menschen. Ein paar Beispiele zu den oben genannten Feldern:<br />

(a) Im Mai 2018 berichtete Google über ein Telefonat seines<br />

Dialog<strong>systems</strong> Duplex mit einem Friseursalon. Es war nicht<br />

mehr zu erkennen, ob der Anrufer ein Mensch oder eine Maschine<br />

war, zumal die KI auch Denkpausen und Laute wie „hmm“<br />

verwendete. Ähnlich beeindruckend sind Programme wie<br />

Google Translate oder DeepL: Sie können heute in Sekundenschnelle<br />

Texte in andere Sprachen übersetzen – nicht fehlerfrei,<br />

aber doch in einer so guten Qualität, wie sie noch vor zwei, drei<br />

Jahren unvorstellbar gewesen wäre. Stichwort Bilderkennung:<br />

Die beste Software zur Erkennung von Verkehrszeichen macht<br />

nur noch halb so viele Fehler wie Menschen. Und 2013 gelang es<br />

einem Programm, in 100 Minuten auf Millionen von Google-<br />

StreetView-Bildern die Hausnummern zu finden – eine Aufgabe,<br />

für die ein menschliches Team Jahre gebraucht hätte. Eine weitere<br />

Software entdeckte in Gewebeschnitten Hinweise auf Krebszellen,<br />

die Ärzten bisher unbekannt waren, und ein Algorithmus<br />

der Firma Affectiva lernte, Gefühle wie Wut, Freude und Überraschung<br />

aus Gesichtern zu lesen. In Studien schnitt diese Emo -<br />

tionserkennungs-Software besser ab als viele menschliche<br />

Testpersonen.<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>systems</strong> <strong>engineering</strong> 04 2019 7


METHODEN<br />

KÜNSTLICHE INTELLIGENZ<br />

Buchtipp<br />

INFO<br />

Wenn maschinelles Lernen, kognitive<br />

Computer und die besten Roboter zusammenkommen,<br />

dann werden sie<br />

eine Revolution auslösen, wie sie die<br />

Welt noch nicht gesehen hat. Künstliche<br />

Intelligenz schafft Multi-Milliarden-Euro-Märkte,<br />

verändert Millionen<br />

von Jobs und wirft ganz neue Sicherheitsfragen<br />

auf – wohin führt das<br />

alles? Ulrich Eberl hat für sein Buch<br />

in vielen Labors und Unternehmen in den USA, Japan und<br />

Europa recherchiert und schildert anschaulich und präzise<br />

die Entwicklungen auf dem Gebiet, das den Kern unseres<br />

Selbstverständnisses trifft: die menschliche Intelligenz.<br />

Smarte Maschinen – wie Künstliche Intelligenz unser Leben verändert,<br />

Hanser-Verlag, 406 Seiten, 24 Euro. Mehr unter:<br />

https://zukunft2050.wordpress.com/<br />

„Deep-Learning-Systeme<br />

sind Meister im Vergleich von<br />

Mustern, nicht mehr. Wurden sie<br />

etwa auf Tierbilder trainiert,<br />

finden sie überall Tiere. Ihnen<br />

fehlt völlig das Hintergrundwissen<br />

und das Verständnis für<br />

Zusammenhänge. Auch<br />

brauchen sie Zigtausende von<br />

Beispielen, um Objekte zuverlässig<br />

erkennen zu können – uns<br />

Menschen reichen wesentlich<br />

weniger.“<br />

(b) Im Jahr 2011 besiegte das IBM-System Watson, das den<br />

Sinn von Texten in natürlicher Sprache erfassen kann, die<br />

menschlichen Champions im Quiz-Spiel Jeopardy. Dabei musste<br />

es auf 200 Millionen Textseiten Hinweise finden, die zur jeweiligen<br />

Fragestellung passten, sie kombinieren, Hypothesen bilden,<br />

priorisieren – und das alles in zwei bis drei Sekunden. Im Januar<br />

2018 folgte ein weiterer Meilenstein: Erstmals schnitten KI-Systeme<br />

im Lesetest der Universität Stanford auch ohne Zeitlimit<br />

besser ab als Menschen – sie übertrafen also im reinen Textverständnis<br />

die menschlichen Wettbewerber. Solche wissensverarbeitenden<br />

Systeme werden heute von Ärzten, Finanzberatern<br />

und Managern eingesetzt und geben Empfehlungen für Diagnosen,<br />

Geldanlagen oder die Optimierung von Industrieprozessen.<br />

Für viele Schlagzeilen sorgte auch die Software AlphaGo von<br />

Google DeepMind, eine Kombination aus Deep-Learning-Netz<br />

mit Belohnungen, analytischen Berechnungen und Zufallsgenerator.<br />

In den Jahren 2016 und 2017 schlug sie nicht nur die weltbesten<br />

Spieler des Brettspiels Go, das aufgrund der Menge<br />

möglicher Spielzüge als weitaus komplexer gilt als Schach. Mehr<br />

noch: Die Version AlphaGo Zero verbesserte sich allein dadurch,<br />

dass der Computer millionenfach gegen sich selbst spielte. Vorgegeben<br />

waren dem Programm nur die Spielregeln, nicht mehr<br />

Partien, die von Menschen gespielt worden waren. Mit derart<br />

lernfähiger Software, die eigenständig die besten Gewinnstrategien<br />

herausfindet, will DeepMind künftig auch die Entwicklung<br />

neuer Materialien oder Arzneimittel voranbringen.<br />

(c) Große Windturbinen verfügen über viele Sensoren, die pro<br />

Tag Hunderte Gigabyte Daten produzieren. Neuronale Netze lernen,<br />

diese Datenflut weit besser zu analysieren, als es jeder<br />

Mensch könnte. Sie erkennen ungewöhnliche Schwingungen<br />

oder einen unrunden Lauf und organisieren ein Wartungsteam<br />

für Reparaturen – Tage oder Wochen, bevor es zu Beschädigungen<br />

kommt, die zum Ausfall der Turbine führen würden. Eine solche<br />

vorausschauende Wartung funktioniert auch bei vielen anderen<br />

Geräten – von Aufzügen über Ampeln bis zu Fahrzeugen.<br />

Der Hochgeschwindigkeitszug Velaro in Spanien erreicht damit<br />

eine extrem hohe Zuverlässigkeit. Nur eine von 2300 Fahrten ist<br />

deutlich verspätet – der Bahnbetreiber Renfe erstattet Kunden<br />

sogar den vollen Fahrpreis bei einer Verspätung über 15 Minuten.<br />

Besonders interessant wird die vorausschauende Wartung<br />

(Predictive Maintenance) zudem in der Smart Factory – hier kann<br />

sie dabei unterstützen, ungeplante Stillstände zu vermeiden.<br />

(d) In Fabriken lernen kollaborative Roboter heute Bewegungen,<br />

indem sie Menschen nachahmen – sie müssen nicht mehr<br />

programmiert werden. Sie arbeiten ohne Schutzzäune Hand in<br />

Hand mit menschlichen Arbeitern und können binnen Tausendstel<br />

Sekunden ihre Bewegungen stoppen, bevor sie einen Menschen<br />

verletzen würden. Auch gibt es feinfühlige Roboter, die<br />

sogar weiche Erdbeeren pflücken, ohne Druckstellen zu hinterlassen,<br />

und im Sommer 2018 startete der Kugelroboter Cimon<br />

zur Weltraumstation ISS. Cimon kann selbsttätig fliegen und autonom<br />

agieren. Sprachgesteuert soll er für die Astronauten Bedienungsanleitungen<br />

darstellen und erklären sowie Fotos und<br />

Sprachnachrichten aufzeichnen. In Zukunft, so die Idee von KI-<br />

Forschern, müssen Roboter auch nicht mehr alles, was sie an<br />

Daten und Fähigkeiten benötigen, bei sich tragen, sondern können<br />

es bei Bedarf wie Apps aus einem „RoboNet“ herunterladen<br />

– etwa wenn sie schnell lernen müssen, wie man empfindliche<br />

Gläser greift, Türen öffnet oder einen Dinnertisch deckt. Der<br />

Anfang ist bereits gemacht: So haben Google-Wissenschaftler<br />

14 Roboter zwei Monate lang immer wieder neue Greifstrategien<br />

ausprobieren lassen, um unbekannte Objekte zu packen.<br />

Die Maschinen reichten dabei ihre Ergebnisse an Deep-Learning-Netzwerke<br />

in der Cloud weiter, so dass jeder Roboter von<br />

den Versuchen aller anderen profitierte.<br />

8 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>systems</strong> <strong>engineering</strong> 04 2019


KÜNSTLICHE INTELLIGENZ<br />

METHODEN<br />

Einsatzfeld<br />

Produktionsumgebung<br />

Nutzen<br />

Beispiele<br />

Kollaborative Leichtbau-Roboter (Cobot) wie ABB<br />

YuMi, Kuka LBR iiwa, Franka Emika Panda. Vollständig<br />

digitale Fabrik und digitale Zwillinge: Smart-<br />

FactoryKL, Siemens Digital Enterprise Suite<br />

Mensch und Maschine zusammen effizienter dank<br />

kollaborativer Roboter. Höhere Flexibilität bei kundenspezifischen<br />

Produkten und schnelleres Reagieren auf<br />

unvorhergesehene Situationen. Maschinen kommunizieren<br />

miteinander, um Abläufe zu optimieren.<br />

Qualitätssicherung<br />

KI findet – etwa über präzise und schnelle Bild -<br />

verarbeitung – Beschädigungen und Defekte bei<br />

Produkten sowie Fehler im Prozess<br />

Google AutoML Vision, IBM Watson Visual Recognition,<br />

Fraunhofer IPA (Oberflächenprüfung, Kabel -<br />

belegung, Schweißnähte etc.), MVTec Software<br />

Datenanalyse<br />

Kontinuierliche Analyse und Lernen aus großen<br />

Datenmengen (etwa von Sensoren) ermöglicht<br />

vorausschauende Wartung und Minimierung von<br />

Energieeinsatz und Ressourcen<br />

Siemens MindSphere (Internet-of-Things-Plattform),<br />

GE Predix, Google DeepMind (z.B. für Energieverbrauch<br />

von Rechenzentren), SAP Leonardo<br />

Textanalyse und<br />

Wissensverarbeitung<br />

KI liest große Textmengen, wertet Dokumente aus<br />

und fasst sie zusammen (z.B. juristische Verträge,<br />

Fachliteratur, Anleitungen)<br />

IBM Watson Explorer, Siemens Augmented Intelligence<br />

(Wissensgraph + KI-Algorithmen)<br />

Logistik und<br />

Supply Chain Management<br />

KI optimiert Lieferprozesse, Montage und<br />

Lagerhaltung<br />

BMW IoT (Überwachung der Logistikkette), IBM<br />

Weather Company (Vorhersage von Verzögerungen<br />

bei Lieferungen), Kewazo (KI in Gerüstmontage),<br />

Roboter im Lager: Amazon Robotics, DHL,<br />

Magazino, Mojin Robotics/Fraunhofer<br />

Sales und Marketing<br />

Customer Relationship<br />

Management<br />

KI prognostiziert Kundennachfrage und verbessert<br />

personalisiertes Marketing<br />

KI ermöglicht virtuelle Assistenten in Call Centern, Beschwerdemanagement,<br />

Sprachdialoge mit Maschinen<br />

Amazon, Netflix, YouTube, Mikrotargeting<br />

(ehem. Cambridge Analytica)<br />

Google Assistant, IBM Watson, Amazon Alexa,<br />

SemVox (kontextbasierte Sprachdialoge)<br />

Quelle: Autor<br />

Die Tabelle gibt eine Übersicht über die wichtigsten Einsatzgebiete von Künstlicher Intelligenz (KI) im industriellen Umfeld<br />

Was sind die wichtigsten Einsatzgebiete von<br />

KI im industriellen Umfeld?<br />

Die Produktivitätspotenziale, die durch KI-Systeme im industriellen<br />

Umfeld gehoben werden können, schätzen Unternehmensberater<br />

von McKinsey und Boston Consulting auf 20 bis 50 Prozent.<br />

Die wichtigsten Einsatzfelder sind in der oben gezeigten<br />

Tabelle zusammengefasst.<br />

Was wird künftig möglich sein und<br />

wo sind die Grenzen?<br />

Die Einsatzgebiete von KI werden sich schon bald auf alle Lebensbereiche<br />

erstrecken – das Smartphone war sicherlich nur<br />

der Anfang der Ära der smarten Maschinen. Smart Grids (intelligente<br />

Energienetze), Smart Building, Smart Factory, Smart<br />

Office, Smart Health, Smart Car (das autonom fahrende, vollvernetzte<br />

Auto) und Smart City sind hier die Schlagworte. Betrachtet<br />

man die Entwicklungen der Halbleiterindustrie, so dürfte sich<br />

die Rechenleistung, Speicherfähigkeit und Kommunikations-Datenrate<br />

von Mikrochips in den nächsten 25 Jahren bei gleichem<br />

Preis noch einmal vertausendfachen – die Hardware lässt also<br />

noch eine erhebliche Leistungssteigerung erwarten.<br />

Bei der Software gibt es allerdings deutliche Grenzen. So sind<br />

Deep-Learning-Systeme Meister im Vergleich von Mustern, nicht<br />

mehr. Wurden sie etwa auf Tierbilder trainiert, finden sie überall<br />

Tiere, auch in Wolken oder dem Rauschen eines Bildschirms.<br />

Ihnen fehlt völlig das Hintergrundwissen und das Verständnis für<br />

Zusammenhänge. Auch brauchen sie Zigtausende von Beispielen,<br />

um Objekte zuverlässig erkennen zu können – uns Menschen<br />

reichen wesentlich weniger. Wie Neuronale Netze neue<br />

Objektklassen aus bisher gelerntem Wissen ableiten könnten,<br />

ist ein ungelöstes Problem – ebenso wie das sogenannte Transfer<br />

Learning: So würden Wissenschaftler gerne Roboter in virtuellen<br />

Welten das Greifen von Gegenständen üben lassen und<br />

dann das Gelernte in die reale Welt übertragen, doch oft stimmen<br />

beispielsweise simulierte und reale Reibungskräfte nicht<br />

überein. Und über allem steht eine große Frage: Wie kann man<br />

Maschinen ein Modell der Welt beibringen? Denn so wie KI-Systeme<br />

heute konstruiert werden, sind sie Spezialisten für ihre Einsatzfelder,<br />

ohne Allgemeinintelligenz, ohne „gesunden Menschenverstand“.<br />

Deshalb werden KI-Systeme zwar in den nächsten<br />

Jahren immer mehr Routineaufgaben übernehmen, aber<br />

Menschen werden weiterhin als Lenker und Denker gebraucht,<br />

als Planer und Entscheider, als kreative Problem- und Konfliktlöser,<br />

als Qualitätssicherer und als Partner mit emotionaler und sozialer<br />

Intelligenz gegenüber ihren Kunden und Zulieferern – auch<br />

in einer Smart Factory. Maschinen, die uns auf allen Gebieten<br />

überflügeln könnten, sind bei weitem nicht in Sicht.<br />

Veranstaltungstipp:<br />

Moderiert von Autor Ulrich Eberl präsentiert die Konradin Mediengruppe bereits zum<br />

zweiten Mal Ihren Kongress zu KI-basierten Anwendungen für agile Mittelständler,<br />

Start-ups und große Konzerne. Der Titel lautet 2019 „Smarte Maschinen im Einsatz –<br />

Künstliche Intelligenz in Unternehmen“.<br />

Zeit und Ort: 15. Oktober 2019, Fraunhofer IPA, Nobelstraße 12, Stuttgart<br />

Programm und Anmeldung (die Zahl der Teilnehmer ist auf 150 begrenzt):<br />

www.industrie.de/kuenstliche-intelligenz-2019<br />

Der Autor<br />

Ulrich Eberl promovierte 1992 an der TU München in<br />

Physik, arbeitete bei Daimler und leitete 20 Jahre lang<br />

bei Siemens die Kommunikation über Forschung, Innovationen<br />

und Zukunftstrends. 2015 machte er sich als<br />

Wissenschaftsjournalist, Buchautor und Keynote-<br />

Speaker selbstständig. Sein besonderes Interesse gilt<br />

der Künstlichen Intelligenz – ein Feld, zu dem er lange<br />

in Japan, den USA und Europa recherchierte und 2016<br />

das Buch ‚Smarte Maschinen‘ veröffentlichte.<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>systems</strong> <strong>engineering</strong> 04 2019 9


ANWENDUNG<br />

INDUSTRIE 4.0<br />

Jan Rodig, Chief Executive Officer, Tresmo GmbH, zu Digitalisierung und Plattformökonomie<br />

„KI ist der kritische Wettbewerbsfaktor“<br />

Industrie 4.0 verlangt nach entsprechenden Lösungen und smarten, vernetzten Produkten. Doch viele<br />

Unternehmen tun sich schwer, den richtigen Einstieg in die digitale Zukunft zu finden. Tresmo-CEO Jan Rodig<br />

benennt im Interview mit <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> die größten Stolpersteine bei der Umsetzung einer funktionierenden<br />

IoT-Strategie und erklärt, welche Bedeutung der Künstlichen Intelligenz (KI) zukommt.<br />

Interview: Johannes Gillar und Nico Schröder, Redaktion <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />

Jan Rodig benennt im Gespräch mit der Redaktion<br />

die größten Stolpersteine bei der Umsetzung einer<br />

funktionierenden IoT-Strategie<br />

Bild: Michael Skupin/Konradin Mediengruppe<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Herr Rodig, welche Entwicklungen sehen<br />

Sie derzeit am Markt für IoT-Plattformen?<br />

Jan Rodig, Tresmo: Wir beobachten drei Entwicklungen. Eine davon<br />

ist, dass sich Cloud und Edge in der IoT-Welt immer stärker aufeinander<br />

zu bewegen. Auf der einen Seite gibt es Anbieter, die aus<br />

der Automatisierung und somit eher aus dem Edge-Computing<br />

kommen und nun vermehrt Cloud-Technologie anbieten. Andererseits<br />

haben wir Unternehmen wie Amazon oder Microsoft, die aus<br />

der Cloud-Ecke kommen und zunehmend Edge-Komponenten<br />

anbieten. Cloud und Edge spielen immer besser zusammen und es<br />

werden Lösungen angeboten, die beide Technologien vereinen.<br />

Allerdings steckt momentan vieles noch in den Kinderschuhen. Die<br />

zweite Entwicklung, die wir wahrnehmen, ist eine starke Konsolidierung<br />

in diesem Bereich. Noch vor wenigen Jahren haben uns<br />

Kunden gefragt, welche IoT-Plattform wir empfehlen können. Heute<br />

treten die meisten Interessenten schon mit einer Vorauswahl an<br />

uns heran. Da kristallisieren sich in der Regel fünf bis zehn Plattformen<br />

heraus, die für fast alle Kunden relevant sind. Und drittens<br />

zielen Plattformanbieter zunehmend darauf ab, Ökosysteme aufzubauen.<br />

Dies wird durch Partnerschaften erreicht, aber auch durch<br />

die Verknüpfung mit Anwendungen und sonstigen Systemen. Letztendlich<br />

bin ich überzeugt, dass der eigentliche Mehrwert im<br />

Ökosystem liegt.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Das Thema IoT beziehungsweise<br />

Industrie 4.0 steckt in vielen Unternehmen oft noch<br />

in den Kinderschuhen. Was bremst Unternehmen in<br />

Hinblick auf die Nutzung von IoT-Technologien?<br />

Rodig: Das zentrale Problem ist, dass Unternehmen häufig<br />

mit einer klassischen, betriebswirtschaftlichen Sicht<br />

an ein IoT-Projekt herangehen, wie an eine gewöhnliche<br />

Produkteinführung. Das heißt, es wird erwartet, dass<br />

sich das Projekt spätestens nach zwei oder drei Jahren<br />

rentiert. Das ist der Hauptfehler. Meine Kernüberzeugung<br />

ist, dass sich der deutsche Maschinenbau über digitale<br />

Services und entsprechende Geschäftsmodelle differenzieren<br />

muss, um langfristig wettbewerbsfähig zu bleiben<br />

und damit am Ende sein Kerngeschäft zu retten. Oft fehlt das Verständnis<br />

dafür, dass es nicht um ein ‚Nice-to- have-Szenario‘ geht,<br />

sondern ums Überleben des Unternehmens. Denn ohne eine<br />

vorausschauende Wartung – nur um ein Beispiel zu nennen – wird<br />

ein Maschinenbauer seine Maschine nicht mehr verkaufen können.<br />

Hier ist Beratung wichtig. Digitalisierung bedeutet in diesem Zusammenhang,<br />

Ideen zu sammeln, diese systematisch mit dem Kunden<br />

zu prüfen und dann vom Kundenproblem ausgehend kreative<br />

Lösungen zu entwickeln. Dazu muss man natürlich zunächst ein IoT-<br />

Projekt starten und diese typischen digitalen Innovationsprozesse<br />

auch wirklich leben. Sich am Anfang des Projektes mit dem Controller<br />

hinzusetzen und über den Return on Investment zu sprechen, ist<br />

nicht zielführend. Leider ist das in vielen mittelständischen Unternehmen<br />

aber noch der Ansatz.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Wie geht es besser?<br />

Rodig: Wirklich innovative Vorreiter gehen anders heran. Sie wissen,<br />

dass man zunächst ein paar Dinge ausprobieren muss und versuchen<br />

so, eine Lösung für das Problem zu finden. Eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung<br />

folgt danach. Allerdings kann man mit dieser<br />

Vorgehensweise auch viel Geld verbrennen. Kleinere Unternehmen<br />

tun sich daher oft noch schwer mit dieser Vorgehensweise. Aus<br />

meiner Sicht hängt es aber nicht nur von der Größe ab, sondern<br />

sehr stark vom Führungsteam. Es gibt viele kleine Unternehmen,<br />

die sehr innovativ sind und das Thema Digitalisierung verstanden<br />

10 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>systems</strong> <strong>engineering</strong> 04 2019


INDUSTRIE 4.0<br />

ANWENDUNG<br />

Bild: Michael Skupin/Konradin Mediengruppe<br />

„Ein Trend ist, dass<br />

die Plattform-Anbieter<br />

zunehmend darauf<br />

abzielen, Ökosysteme<br />

mit Partnern<br />

aufzubauen.“<br />

Jan Rodig,<br />

CEO/Managing Partner<br />

Tresmo GmbH<br />

Der IoT-Spezialist<br />

INFO<br />

Als Systemintegrator konzipiert und programmiert Tresmo individuelle<br />

Lösungen für IoT, Cloud/Web, mobile Apps und Embedded-Software.<br />

Der IoT-Spezialist unterstützt unter anderem bei der Entwicklung<br />

digitaler Produkt- und Serviceinnovationen sowie zukunftsfähiger<br />

Geschäftsmodelle. Mit über 35 umgesetzten IoT-Projekten ist das<br />

Unternehmen einer der führenden unabhängigen IoT-/Industrie-4.0-<br />

Dienstleister in der DACH-Region.<br />

haben. Und auf der anderen Seite gibt es auch sehr große Unternehmen,<br />

die noch weit hinterherhinken. Letztendlich gibt es noch zu<br />

wenig erfolgreiche IoT-Projekte, um zu präzisieren, was in einer bestimmten<br />

Branche funktioniert und wie viel Geld sich mit den Projekten<br />

verdienen lässt.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Können Sie ein Beispiel nennen für ein<br />

funktionierendes digitales Geschäftsmodell?<br />

Rodig: Ein gutes Beispiel ist Kaeser Kompressoren. Die Firma hat<br />

schon bevor es das IoT gab ‚Air-as-a-Service‘ angeboten. Dabei handelt<br />

es sich um ein Pay-per-Use-Modell, bei dem man keine Kompressoren<br />

mehr verkauft, sondern lediglich die benötigte Druckluft.<br />

Der Kunde bezahlt nur, was er wirklich nutzt. Mittlerweile macht<br />

Kaeser Kompressoren einen signifikanten Anteil seines Umsatzes<br />

damit. Das Unternehmen konnte sich so im Wettbewerb – auch mit<br />

günstigeren Anbietern – erfolgreich etablieren. Das ist insofern ein<br />

schönes Beispiel, weil es zeigt, dass es funktioniert, mit IoT-Geschäftsmodellen<br />

Geld zu verdienen. Ein anderes Beispiel ist das<br />

Thema Plattformökonomie. Unternehmen wie Siemens oder Trumpf<br />

investieren hier viel Geld, doch sie wissen auch, dass diese Plattformen<br />

sehr intensiv genutzt und in Zukunft einen Return on Investment<br />

bringen werden.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Sie sagen, die Differenzierung erfolgt heute<br />

über digitale Services, da sich die Hardware- und Softwarequalität<br />

von Firmen nicht mehr so sehr voneinander unterscheidet<br />

und andere Länder in diesen Bereichen aufholen. Aber warum<br />

sollten andere Länder nicht auch in Richtung IoT-Services<br />

denken?<br />

Rodig: Das tun sie schon. Das ist genau das Problem und aus meiner<br />

Sicht droht hier die große Gefahr für deutsche Unternehmen.<br />

Viele sagen, Deutschland hinke bei der Digitalisierung beispielsweise<br />

hinter den USA hinterher. Das sehe ich anders. Die USA haben<br />

keine so besonders ausgeprägte Industrielandschaft wie wir in<br />

Deutschland. Die Amerikaner sind gut bei allem, was Consumer-IoT<br />

und Consumer-IT angeht – Stichwort: Facebook, Google, Amazon &<br />

Co. Die große Gefahr bezogen auf das Industriegeschäft kommt aus<br />

China. Chinesische Firmen haben einerseits die Manufacturing-<br />

Erfahrung und andererseits investieren sie riesige Summen in<br />

Künstliche Intelligenz (KI). KI ist aus meiner Sicht der kritische Wettbewerbsfaktor<br />

der Zukunft. Das heißt, wir dürfen hier den Kopf nicht<br />

in den Sand stecken, sondern müssen unbedingt etwas tun. Denn<br />

wenn China seine günstigeren Maschinen auch noch mit smarter,<br />

digitaler Technologie aufwertet, wird es für deutsche Unternehmen<br />

schwierig, aufzuholen.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Sie haben viele IoT-Projekte durchgeführt.<br />

Wo sehen Sie die Stolpersteine bei der Umsetzung einer funktionierenden<br />

IoT-Strategie?<br />

Rodig: Die größte Herausforderung für Industrieunternehmen bei<br />

der Umsetzung von IoT-Projekten ist es, eine agile Arbeitsweise zu<br />

etablieren und wirklich kundenzentriert zu arbeiten. Es ist eher ein<br />

Kultur- und nicht unbedingt ein Technologiethema. Digitale Prozesse<br />

starten mit einem Problem beim Kunden. Als IoT-Dienstleister versuchen<br />

wir herauszufinden, wie relevant dieses Problem ist, um anschließend<br />

verschiedene Lösungsszenarien zu entwickeln. Diese<br />

werden mit unserem Kunden auf ihre Praktikabilität getestet, wodurch<br />

man letztendlich zu einem Ergebnis kommt. Gerade ingenieurgetriebene<br />

Unternehmen tendieren häufig dazu, ihren Kunden<br />

selbst Lösungen vorzugeben und zu sagen: „So muss das laufen“ –<br />

entsprechend schwach ist die Einbeziehung des Kunden zu Projektbeginn.<br />

Bewährte Methoden wie Design Thinking oder Lean Startup<br />

werden in der Regel nicht genutzt. Nach einer langen, teuren Entwicklungszeit<br />

stellen diese Unternehmen dann häufig fest, dass die<br />

Lösung nicht funktioniert. Es fehlt ihnen am nötigen Mindset. Aus<br />

diesem Grund macht es Sinn, die digitalen Themen vom Kerngeschäft<br />

zu lösen. Ein zweiter Stolperstein ist, dass das Thema<br />

Plattform auswahl häufig falsch angegangen wird. Oft entscheiden<br />

sich Unternehmen relativ schnell auf Basis zu weniger Kriterien für<br />

eine Plattform. Gerade hierbei ist aber Sorgfalt angeraten. Denn mit<br />

der richtigen IT-Architektur lässt sich auch die Plattform abstrahieren<br />

und auf diese Weise auch austauschbar machen. Wenn dann die<br />

Schnittstellen entsprechend aufgebaut werden, lassen sich oft verschiedene<br />

IoT-Plattformen nutzen. Damit macht man sich als Unternehmen<br />

weniger abhängig von den großen Anbietern. Ein weiteres<br />

Problem ist das Thema der Datenmodellentwicklung oder Datenstandardisierung.<br />

Oft haben Hersteller viele verschiedene Maschinen<br />

und Produkte, die häufig von unterschiedlichen Teams entwickelt<br />

wurden, wodurch sie historisch gewachsene eigene Datenmodelle<br />

aufweisen. Wenn Lösungen nun über eine App bedienbar und<br />

vernetzbar gemacht werden sollen, dann sollten diese miteinander<br />

kommunizieren und die Daten einfach ausgetauscht werden können.<br />

Die Entwicklung eines solchen flexiblen und zukunftsfähigen<br />

Datenmodells gehört zu den großen Herausforderungen und ist entsprechend<br />

zeitaufwendig. Damit beschäftigen wir uns sehr intensiv.<br />

www.tresmo.de<br />

Details zu den IoT-Dienstleistungen von Tresmo:<br />

hier.pro/N5oXa<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>systems</strong> <strong>engineering</strong> 04 2019 11


Industrie<br />

Fachwissen für Interdisziplinäre<br />

Produktentwicklung<br />

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10 digitale Ausgaben:<br />

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Systems Engineering – Methoden & Tools<br />

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Mechatronische Konfiguration<br />

Product Livecycle Management (PLM)<br />

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kem.de/themen/<strong>systems</strong>-<strong>engineering</strong>/<br />

Online<br />

Themenseite:<br />

Online-<br />

Magazin<br />

lesen:<br />

12 K|E|M<br />

http://hier.pro/om30L<br />

<strong>Konstruktion</strong> <strong>systems</strong> <strong>engineering</strong> 04<br />

http://hier.pro/RsCN2<br />

2019<br />

Hier finden Sie die passenden<br />

Medien für Sie und Ihre Branche:<br />

konradin.de/industrie<br />

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