Mit Ambient Computing zum HMI der Zukunft?

447070
Bild: TeDo Verlag GmbH / erstellt mit Firefly, Adobe Inc.

Technische Geräte, die sich automatisch an ihre Umgebung und den Menschen anpassen, sind nicht neu. Displays können ihre Helligkeit beispielsweise selbstständig verändern und Autos halten bei Bedarf automatisch die Spur sowie die Geschwindigkeit. Wohnungen und Büros werden heute vernetzt, damit sich Heizung und Belüftung an die Anwesenden anpassen und das Licht ausgeht, wenn keiner mehr im Raum ist. Durch Technologien wie künstliche Intelligenz werden die Möglichkeiten zusätzlich erweitert. So könnten Besprechungsräume vor Terminen eigenständig Snacks und Getränke ordern oder ein schriftliches Protokoll anfertigen, das sie nach Ende der Besprechung allen Teilnehmern zur Verfügung stellen. Der Grundgedanke ist, dass die Technik im Sinn einer Umgebungsintelligenz im Hintergrund arbeitet und den Menschen unterstützt. Sie übernimmt manuelle Steuerungen und informiert bei Handlungsbedarf.

Intelligente Betriebstechnik

Das Konzept dahinter nennt sich ‚Ambient Computing‘ und bietet auch in der Fertigung Potenzial, Abläufe effizienter zu gestalten, Mitarbeiter zu entlasten und die Arbeitssicherheit zu erhöhen. Fertiger, die ihre Maschinen vernetzen, können so nicht nur ihre Produktionsprozesse digital steuern und überwachen, sondern auch das Zusammenspiel zwischen Betriebstechnik und Mitarbeitern neu gestalten. Beispielsweise können Maschinen und Anlagen ihren Zustand und den Verschleiß von Teilen selbst überwachen und warnen, wenn etwa ein Defekt droht. Mitarbeiter rücken dann nicht mehr nach einem Ausfall oder in festgelegten Wartungsintervallen an, sondern dann, wenn Instandhaltungsmaßnahmen tatsächlich notwendig sind – Predictive Maintenance. Im Sinn von Ambient Computing ließe sich darüber hinaus die Arbeitssicherheit verbessern. Vergessen Mitarbeiter etwa, einen Helm, einen Gehörschutz oder eine Schutzbrille zu tragen, weist die Technik sie darauf hin. Ebenso sorgt sie dafür, dass ein Fertigungsroboter stillsteht, sobald ein Mitarbeiter versehentlich seinen Arbeitsbereich betritt. Der Austausch zwischen Mensch und Technik selbst erfolgt nicht mehr nur über Signallampen oder Steuercomputer, sondern über tragbare Geräte, Touch-Displays oder Smart Speaker.

Daten als Grundlage

Für die Umsetzung des Ambient Computing-Ansatzes benötigen Unternehmen zunächst eine Datenbasis, die sämtliche Parameter abdeckt. Die Daten werden etwa von Maschinen und Anlagen geliefert, und müssen über Schnittstellen in die IT-Welt überführt werden. Hinzu kommen Sensoren sowie Kameras, Radar und/oder LiDAR (Light Detection and Ranging), um Bewegungen von Menschen, Fahrzeugen, Robotern, Bauteilen und Produkten zu tracken. Dadurch entstehen sehr große Datenmengen, die gerade in kritischen Situationen schnell verarbeitet werden müssen. Benötigt werden somit breitbandige und latenzarme Netzwerke, die Geräte auch drahtlos anbinden können, sowie Edge-Systeme. Letztere ermöglichen die Verarbeitung von Daten nahe dem Ort ihrer Entstehung. Die benötigten Server- und Storage-Arrays können Unternehmen etwa als ‚As-a-Service‘ beziehen. Data-as-a-Service (DaaS) kann beispielsweise helfen, Daten aus den Quellen zusammenzuführen, zu verwalten und unterschiedlichen Anwendungen zur Verfügung zu stellen. Viele dieser Anwendungen nutzen könnten von künstlicher Intelligenz profitieren. Für typische Anwendungsfälle existieren oft vortrainierte KI-Modelle, allerdings müssen die Modelle kontinuierlich gepflegt und neu trainiert werden. Mit den Daten aus Produktionsumgebungen können Unternehmen zudem einen digitalen Zwilling der Umgebung schaffen. Dieses virtuelle Abbild bildet stets einen aktuellen Stand ab und erlaubt es, Abläufe etwa im Werk und Lager zu überwachen. Zudem lassen sich am digitalen Zwilling Szenarien durchspielen, um etwa Risiken zu identifizieren.

Chance auf das HMI der Zukunft

Edge-Umgebungen für das Ambient Computing müssen möglichst zuverlässig sein und auch IT-Sicherheit und Datenschutz spielen eine wichtige Rolle. Doch dann könnten Systeme, die nach den Grundsätzen von Ambient Computing entwickelt wurden, das Zusammenspiel von Menschen und Maschinen reibungsloser, effizienter und sicherer machen.



  • Stimmung im Maschinenbau verschlechtert sich

    Stimmung im Maschinenbau verschlechtert sich

    Die Stimmung und die Aussichten im Maschinenbau haben sich laut aktueller VDMA-Konjunkturumfrage aus dem September merklich eingetrübt.

    mehr lesen: Stimmung im Maschinenbau verschlechtert sich

  • Erster photonischer Quantencomputer in Deutschland rechnet in Paderborn

    Erster photonischer Quantencomputer in Deutschland rechnet in Paderborn

    Auch wenn Quantencomputer seit einigen Jahren Gegenstand intensiver Forschung sind, ist es bisher nicht gelungen, ausreichend robuste Systeme zu realisieren.

    mehr lesen: Erster photonischer Quantencomputer in Deutschland rechnet in Paderborn

  • BuildingSmart International und IDTA unterzeichnen Kooperationsvereinbarung

    BuildingSmart International und IDTA unterzeichnen Kooperationsvereinbarung

    Die BuildingSmart International (bSI) und die Industrial Digital Twin Association (IDTA) wollen künftig auf gemeinnütziger Basis zusammenzuarbeiten, um eine offene digitale Interoperabilität in der Gebäudetechnik zu fördern.

    mehr lesen: BuildingSmart International und IDTA unterzeichnen Kooperationsvereinbarung

  • Energieverbrauch beim Umformen und in der Zerspanung reduziert

    Energieverbrauch beim Umformen und in der Zerspanung reduziert

    Daten werden benötigt, um in hochspezialisierten Prozessen Maschinen und Anlagen zu steuern.

    mehr lesen: Energieverbrauch beim Umformen und in der Zerspanung reduziert

  • Erste agile Batteriezellfertigung eröffnet

    Erste agile Batteriezellfertigung eröffnet

    Die Nachfrage nach Batteriezellen wird aktuell vor allem durch kostengetriebene Massenproduktion in Asien und Nordamerika gedeckt, was auch Auswirkungen auf den Maschinen- und Anlagenbau hat.

    mehr lesen: Erste agile Batteriezellfertigung eröffnet

  • Eclipse Foundation und DIN kooperieren

    Eclipse Foundation und DIN kooperieren

    Die Eclipse Foundation, eine der weltweit größten Open-Source-Stiftungen, und das Deutsche Institut für Normung (DIN) haben eine Absichtserklärung bekannt gegeben.

    mehr lesen: Eclipse Foundation und DIN kooperieren

  • Machine-Vision-Industrie erwartet Umsatzrückgang

    Machine-Vision-Industrie erwartet Umsatzrückgang

    Die VDMA Fachabteilung Machine Vision rechnet für die Bildverarbeitungsindustrie in Deutschland mit einem Umsatzrückgang von 10 Prozent nominal im laufenden Jahr.

    mehr lesen: Machine-Vision-Industrie erwartet Umsatzrückgang

  • Mathematische Modelle für einen effizienteren Emissionshandel

    Mathematische Modelle für einen effizienteren Emissionshandel

    Der Emissionshandel ist ein zentrales Instrument im Kampf gegen den Klimawandel. Die Einführung von CO2-Zertifikaten soll Anreize für Unternehmen schaffen, ihre Emissionen zu reduzieren.

    mehr lesen: Mathematische Modelle für einen effizienteren Emissionshandel

  • Mission KI und Xayn entwickeln KI-basiertes Prüfsystem für sicheren Datenaustausch

    Mission KI und Xayn entwickeln KI-basiertes Prüfsystem für sicheren Datenaustausch

    Um die Attraktivität von Datenräumen und den datenraumübergreifenden Austausch von Daten zu erhöhen, entwickelt das Berliner KI-Startup Xayn im Rahmen der Initiative Mission KI ein KI-basiertes Sicherheits- und Qualitäts-Monitoring. Die…

    mehr lesen: Mission KI und Xayn entwickeln KI-basiertes Prüfsystem für sicheren Datenaustausch

  • Die Welt der additiven Fertigung in Frankfurt

    Die Welt der additiven Fertigung in Frankfurt

    Bis Ende September haben sich 820 Unternehmen für die Formnext in Frankfurt angemeldet. Die Messe für Additive Manufacturing (AM) findet vom 19. bis zum 22. November 2024 statt. Besucher können…

    mehr lesen: Die Welt der additiven Fertigung in Frankfurt

  • Der IT.Connect meets Cybersecurity Day 2024

    Der IT.Connect meets Cybersecurity Day 2024

    Am 5. November 2024 wird die Congresshalle Saarbrücken im Rahmen des IT.Connect meets Cybersecurity Day zu einem Zentrum der IT- und Cybersicherheitsbranche.

    mehr lesen: Der IT.Connect meets Cybersecurity Day 2024

  • Die Krux mit der Kundenzufriedenheit

    Die Krux mit der Kundenzufriedenheit

    Syncron, ein Hersteller für Service-Lifecycle-Management (SLM), hat die Studie ‚Modernizing the Aftermarket‘ veröffentlicht.

    mehr lesen: Die Krux mit der Kundenzufriedenheit