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.



  • Altsysteme Industrie 4.0-tauglich machen

    Altsysteme Industrie 4.0-tauglich machen

    In der Regel beginnen Unternehmen bei der Digitalisierung ihrer Produktion nicht auf der grünen Wiese. Viel eher geht es um die Umrüstung und Einbindung verschiedenster Legacy-Systeme in digitalisierte Workflows. Der…

    mehr lesen: Altsysteme Industrie 4.0-tauglich machen

  • Frans Scheper verantwortet EMEA-Geschäft bei Intel

    Frans Scheper verantwortet EMEA-Geschäft bei Intel

    Frans Scheper ist neuer General Manager und President EMEA beim Chip-Hersteller Intel. Er leitet somit das Gesamtgeschäft des Unternehmens in der Region.

    mehr lesen: Frans Scheper verantwortet EMEA-Geschäft bei Intel

  • Materialmangel verschärft sich wieder

    Materialmangel verschärft sich wieder

    Nach einer Entspannung im Januar, klagten im Februar wieder mehr Unternehmen über Probleme bei der Materialbeschaffung. Über alle Industriezweige hinweg berichten rund 75 Prozent von Engpässen.

    mehr lesen: Materialmangel verschärft sich wieder

  • Sven Mulder wird SAP Deutschland-Chef

    Sven Mulder wird SAP Deutschland-Chef

    SAP hat einen neuen Deutschland-Chef ernannt: Sven Mulder folgt mit Wirkung zum 1. März auf Alex Kläger.

    mehr lesen: Sven Mulder wird SAP Deutschland-Chef

  • Energiekosten stellen Industrie vor Probleme

    Energiekosten stellen Industrie vor Probleme

    Die steigenden Energiekosten beeinträchtigen die Produktion in Deutschland. So denkt laut einer Umfrage des BDI bereits ein Fünftel der Befragten über eine Verlagerung – etwa der Produktion – ins Ausland…

    mehr lesen: Energiekosten stellen Industrie vor Probleme

  • Künstliches Gehirn kommt mit einem einzigen Neuron aus

    Künstliches Gehirn kommt mit einem einzigen Neuron aus

    Neuronale Netze bestehen aus vielen einzelnen Neuronen. Forscher der TU Berlin haben nun ein solches Netz simuliert, dass mit nur einem einzigen Neuron auskommt. Damit könnte sich KI künftig besser…

    mehr lesen: Künstliches Gehirn kommt mit einem einzigen Neuron aus

  • Maschinenbauexporte fast wieder auf Vorkrisenniveau

    Maschinenbauexporte fast wieder auf Vorkrisenniveau

    Nach einem Exportrückgang im Jahr 2020 von 10,1 Prozent haben sich die deutschen Maschinenbauer dem Vorkrisenniveau wieder angenähert. Im vergangenen Jahr erreichten die Ausfuhren ein Plus von 9,8 Prozent.

    mehr lesen: Maschinenbauexporte fast wieder auf Vorkrisenniveau

  • Was Fertiger gegen Lieferengpässe tun

    Was Fertiger gegen Lieferengpässe tun

    Engpässe in der Lieferkette sind derzeit ein Problem für Industrieunternehmen. Eine Studie von Reichelt Elektronik zeigt, dass sich die Lage weiter verschärft hat.

    mehr lesen: Was Fertiger gegen Lieferengpässe tun

  • Enno Scharphuis neu im Fachverbandsvorstand

    Enno Scharphuis neu im Fachverbandsvorstand

    Der VDMA Fachverband Robotik + Automation hat mit Enno Scharphuis ein neues Vorstandsmitglied. Er folgt auf Johannes Linden.

    mehr lesen: Enno Scharphuis neu im Fachverbandsvorstand

  • Quantencomputing für den digitalen Zwilling

    Quantencomputing für den digitalen Zwilling

    Mit dem Forschungsprojekt ’Quasim’ verfolgen das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen und ihre Konsortialpartner das Ziel, Fertigungssimulationen wie etwa den digitalen Zwilling mithilfe von Quantencomputing zu beschleunigen und dadurch…

    mehr lesen: Quantencomputing für den digitalen Zwilling

  • Andreas Reif wird CFO bei Auvesy-MDT

    Andreas Reif wird CFO bei Auvesy-MDT

    Auvesy-MDT hat sein Management-Team erweitert und seit Jahresanfang mit Andreas Reif einen neuen CFO.

    mehr lesen: Andreas Reif wird CFO bei Auvesy-MDT

  • Trotz Personalmangels die Cybersicherheit verbessern

    Trotz Personalmangels die Cybersicherheit verbessern

    76 Prozent der Security-Verantwortlichen berichteten von einer Zunahme der Cyberangriffe im vergangenen Jahr – beschleunigt durch die Covid-19-Pandemie und eine rasche Verlagerung von Büro- zu Remote-Mitarbeitern sowie von der lokalen…

    mehr lesen: Trotz Personalmangels die Cybersicherheit verbessern