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.



  • Geld weg, Daten weg

    Geld weg, Daten weg

    Mit Ransomware verschlüsseln Cyberkriminelle den Zugang zum kompromittierten Gerät oder den dort gespeicherten Dateien. Anschließend fordern sie Lösegeld mit dem Versprechen, die Sperrung nach Zahlung wieder aufzuheben.

    mehr lesen: Geld weg, Daten weg

  • Neue Sicherheitslücken entdeckt und geschlossen

    Neue Sicherheitslücken entdeckt und geschlossen

    Am Patch-Tag (13.04.2021) hat Microsoft zwei kritische Sicherheitslücken geschlossen, die lokal installierte Instanzen von Exchange 2013, 2016 und 2019 betreffen. Diese Sicherheitslücken ermöglichen das Ausführen von beliebigem Programmcode auf einem…

    mehr lesen: Neue Sicherheitslücken entdeckt und geschlossen

  • Torsten Hartinger verstärkt Geschäftsführung bei Solid System Team

    Torsten Hartinger verstärkt Geschäftsführung bei Solid System Team

    Das Systemhaus Solid System Team wird von einer Doppelspitze geleitet. Neben Werner Heckl ist seit 1. April auch Torsten Hartinger mit der Geschäftsführung betraut.

    mehr lesen: Torsten Hartinger verstärkt Geschäftsführung bei Solid System Team

  • Materialise erwirbt Kaufoption für 3DLink

    Materialise erwirbt Kaufoption für 3DLink

    Materialise erwirbt Kaufoption von MES-Anbieter Link3D. Mögliche Übernahme könnte den Weg zum cloudbasierten Zugriff auf die 3D-Druck-Software-Plattform von Materialise ebnen.

    mehr lesen: Materialise erwirbt Kaufoption für 3DLink

  • The State of Industrial Cybersecurity

    The State of Industrial Cybersecurity

    Trend Micro beauftragte das unabhängige Marktforschungsinstitut Vanson Bourne mit der Durchführung einer Online-Umfrage unter 500 IT- und OT-Fachleuten in den USA, Deutschland und Japan. Daraus ging hervor, dass mehr als…

    mehr lesen: The State of Industrial Cybersecurity

  • Lenkungskreis unter neuem Vorsitz

    Lenkungskreis unter neuem Vorsitz

    Frank Possel-Dölken (Phoenix Contact) ist neuer Vorsitzender des Lenkungskreises der Plattform Industrie 4.0. Er übernimmt das Amt von Frank Melzer (Festo).

    mehr lesen: Lenkungskreis unter neuem Vorsitz

  • Maschinen- und Anlagenbau rechnet mit Produktionsplus

    Maschinen- und Anlagenbau rechnet mit Produktionsplus

    Der VDMA hat die Produktionsprognose für das laufende Jahr angehoben. War der Verband bisher von einem Zuwachs von 4 Prozent ausgegangen, so rechnet man nun mit einem Produktionsplus von 7…

    mehr lesen: Maschinen- und Anlagenbau rechnet mit Produktionsplus

  • Der monetäre Wert produktions- und produktbezogener Daten

    Der monetäre Wert produktions- und produktbezogener Daten

    xyzWieviel sind Daten wert? Welche Daten sind für die Effizienzsteigerung der Produktion, die Qualitätssteigerung der Produkte oder neue Geschäftsmodelle für die produzierende Industrie und ihre Dienstleistungen von Nutzen und wie…

    mehr lesen: Der monetäre Wert produktions- und produktbezogener Daten

  • Produktionserwartungen legen zu

    Produktionserwartungen legen zu

    Die Auftragsbücher der deutschen Industrieunternehmen füllen sich und die Produktion nimmt zu. Laut Ifo-Konjunkturumfrage liegen die Produktionserwartungen im März sogar auf dem höchsten Stand seit 1991.

    mehr lesen: Produktionserwartungen legen zu

  • Vinci Energies eröffnet Security Operations Center

    Vinci Energies eröffnet Security Operations Center

    Mit dem Security Operations Center will Vinci Energies Cybersecurity-Spezialisten vernetzen. Die Eröffnung ist für das zweite Halbjahr 2021 vorgesehen.

    mehr lesen: Vinci Energies eröffnet Security Operations Center

  • Auftragseingang wächst im Februar zweistellig

    Auftragseingang wächst im Februar zweistellig

    Plus 12 Prozent im Vergleich zum Vorjahr haben die deutschen Maschinen und Anlagenbauer in Ihren Auftragsbüchern verzeichnet. Dabei kamen besonders aus dem Ausland mehr Aufträge.

    mehr lesen: Auftragseingang wächst im Februar zweistellig

  • Industrie 4.0 beschäftigt jeden Produzenten

    Industrie 4.0 beschäftigt jeden Produzenten

    Bitkom-Umfrage zu Industrie 4.0 Industrie 4.0 beschäftigt jeden Produzenten Die Corona-Pandemie führte in 63 Prozent der Industrieunternehmen zu einem Innovationsschub. Das ergab die repräsentative Befragung ‚Industrie 4.0 – so digital…

    mehr lesen: Industrie 4.0 beschäftigt jeden Produzenten