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.



  • Ocean Shipping Index zeigt Anstieg der Lieferzeiten

    Ocean Shipping Index zeigt Anstieg der Lieferzeiten

    Wetter, geopolitische Konflikte oder überlastete Häfen beeinträchtigen den Welthandel. Die Folge: Transitzeiten auf dem Seeweg haben sich laut Ocean Shipping Index für das zweite Quartal im Vergleich zum Vorjahreszeitraum um…

    mehr lesen: Ocean Shipping Index zeigt Anstieg der Lieferzeiten

  • Eplan Network geht wieder auf Tour

    Eplan Network geht wieder auf Tour

    Im September startet die jährliche Roadshow von Eplan durch acht Städte in Deutschland, Österreich und der Schweiz.

    mehr lesen: Eplan Network geht wieder auf Tour

  • Rahmenprogramm Nachwuchs und Fachkräfte

    Rahmenprogramm Nachwuchs und Fachkräfte

    Die Fachkräftesicherung bleibt eine zentrale Herausforderung in der Metallbearbeitungsbranche und bedarf einer konsequenten qualifizierten Nachwuchsförderung.

    mehr lesen: Rahmenprogramm Nachwuchs und Fachkräfte

  • Maschinen- und Anlagenbauer mit zweistelligem Auftragsminus

    Maschinen- und Anlagenbauer mit zweistelligem Auftragsminus

    Im Juni blieben die Bestellungen im Maschinen- und Anlagenbau unter dem Vorjahreswert. Und auch für das erste Halbjahr verzeichnet die Branche ein Minus.

    mehr lesen: Maschinen- und Anlagenbauer mit zweistelligem Auftragsminus

  • Mit intelligenter Haut Mensch-Roboter-Interaktionen verbessern

    Mit intelligenter Haut Mensch-Roboter-Interaktionen verbessern

    In der industriellen Fertigung, aber auch in anderen Branchen, hat sich die physische Interaktion zwischen Mensch und Roboter zu einer Schlüsseltechnologie entwickelt. Das Forschungsprojekt Fitness will diese Interaktion mit Metasurface-Antennen…

    mehr lesen: Mit intelligenter Haut Mensch-Roboter-Interaktionen verbessern

  • Econ Solutions bezieht neuen Standort

    Econ Solutions bezieht neuen Standort

    Um mehr Kundennähe sowie eine engere Zusammenarbeit mit dem Mutterunternehmen MVV Energie zu ermöglichen hat Econ Solutions einen neuen Standort eröffnet.

    mehr lesen: Econ Solutions bezieht neuen Standort

  • KIT-Expertin: „Cyberangriffe nehmen zu, Schutzmaßnahmen werden besser“

    KIT-Expertin: „Cyberangriffe nehmen zu, Schutzmaßnahmen werden besser“

    Vor 40 Jahren kam die erste E-Mail in Deutschland an. Heute werden täglich rund 350 Milliarden Mails versendet – auch durch Cyberkriminelle. Professorin Melanie Volkamer, Expertin für IT-Sicherheit vom Karlsruher…

    mehr lesen: KIT-Expertin: „Cyberangriffe nehmen zu, Schutzmaßnahmen werden besser“

  • Bitkom zum Inkrafttreten des AI Acts

    Bitkom zum Inkrafttreten des AI Acts

    Nach der Veröffentlichung im EU-Amtsblatt am 12. Juli tritt am 1. August der AI Act in Kraft. Der Bitkom sieht jedoch noch viele Fragen ungeklärt.

    mehr lesen: Bitkom zum Inkrafttreten des AI Acts

  • Wie Unternehmen mit Ausbildung den Fachkräftemangel bekämpfen wollen

    Wie Unternehmen mit Ausbildung den Fachkräftemangel bekämpfen wollen

    In Deutschland fehlen Fachkräfte. Ein Weg, um die Lücken zumindest ein bisschen zu schließen: Selbst ausbilden. Besonders gefragt ist Nachwuchs in MINT-Berufen. Wie aus einer Studie des Instituts der deutschen…

    mehr lesen: Wie Unternehmen mit Ausbildung den Fachkräftemangel bekämpfen wollen

  • Capgemini-Studie zeigt Potenziale für Bio-Engineering in der Industrie

    Capgemini-Studie zeigt Potenziale für Bio-Engineering in der Industrie

    Nahezu alle Industrie-Unternehmen befassen sich laut einer Capgemini-Studie mit Bio-Engineering. Die Mehrheit der befragten Organisationen plant demnach sogar Investitionserhöhungen für Biotechnologie. Ein zentrales Motiv: mehr Nachhaltigkeit.

    mehr lesen: Capgemini-Studie zeigt Potenziale für Bio-Engineering in der Industrie

  • Smart Factory Week startet Mitte September

    Smart Factory Week startet Mitte September

    Die Smart Factory Week von MPDV geht vom 16. bis 19. September 2024 in die vierte Runde. Das Online-Event richtet sich an Einsteiger und Nutzer digitaler Fertigungsprozesse und Management Execution…

    mehr lesen: Smart Factory Week startet Mitte September

  • Neuer Managing Director Germany bei Commvault

    Neuer Managing Director Germany bei Commvault

    Seit Juli hat die Commvault Systems einen neuen Management Director für Deutschland. Frank Dehne folgt in dieser Position auf Peter Kayi.

    mehr lesen: Neuer Managing Director Germany bei Commvault