Ich will einsteigen mit dem Satz,
der Unterschied könnte kaum größer sein zu dem,
was wir gerade eben von den Kollegen gehört haben,
zu dem,
was ich ihnen jetzt präsentieren möchte,
wie sicherlich einige von ihnen wissen,
ist das Institut,
dass ich leider im Deutschen Forschungszentrum den verortet und wir haben nun mal die Aufgabe sehr eng an der Schnittstelle Wissenschaft,
Wirtschaft zu arbeiten und insbesondere in den letzten Jahren kristallisiert sich heraus,
dass wir uns insbesondere mit dem Thema Industrie 4.0 denn sehr aktiv beschäftigen und das Deutsche Forschungszentrum ist ja nun dafür da und das ist halt eben innovative Forschung auf den Bereich oder im Bereich der Künstlichen Intelligenz macht.
Insofern ist es auch hier in diesem Fall ein technologiegetriebener Ansatz,
den ich Ihnen heute hier präsentieren möchte.
Unter dem Titel Intelligente Wissensdienste in der Lernfabrik für Industrie
4.0. Ich hoffe aber, dass durchaus der eine oder andere
Brückenschlag zu den Hochschulen und der Hochschulausbildung dann deutlich wird.
Zunächst, wovon rede ich überhaupt bei dem Thema Industrie 4.0?
Ich bin mir nicht sicher, wie weit der Begriff Ihnen denn in der Sache denn geläufig ist.
Deswegen ein paar Vorabbemerkungen, damit Sie den Kontext verstehen,
indem wir unsere Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten dort machen, was Sie auf der Chart sehen,
ist der Verlauf der prognostizierten Entwicklung des Internets etwa bis zum Jahr 2020. Wir haben Phasen hinter uns,
der ein oder andere von Ihnen kennt das noch,
wo wir mit Zentralcomputern gearbeitet haben,
also viele Menschen an einem Computer, dann in den 80ern,
die Phase, wo dann die Personal Computer kamen in der Zwischenzeit,
haben wir die Situation,
dass wir mit einem Benutzer viele Computer haben,
das hat sich also gerade rumgedreht und wir laufen eigentlich schon längst in eine Phase hinein,
zu 2015, 2016 aufwärts, die mit Computern versehen ist,
die integriert sind in unsere Umwelt,
sogenannte Embedded Computersystems und die nach vorne blickend das ermöglichen,
was wir als intelligente Umgebungen bezeichnen.
Das heißt, alles, was mit embeddeden Computern versehen ist,
mit Sensorik versehen ist und Daten ermöglicht,
ist über das Internet miteinander vernetzt.
Die Prognose ist, an dieser Stelle ist sehr klar,
die Förderprogramme sind ebenfalls sehr klar und ein Teilbereich,
der davon eben aktiv denn berührt ist, ist die gesamte Industrie.
Und die inklusive Fertigung und ich komme damit jetzt zu diesem Punkt,
was eigentlich Industrie 4.0 ist,
nachdem wir alle ja noch eigentlich im Web 2.0
denn leben
Die Industrie 4.0 erklärt sich aus einem Phasenmodell, wie sich
die Industrielle Fertigung in den letzten Jahren bzw. Jahrhunderten entwickelt hat.
Angefangen Ende des 18. Jahrhunderts mit der ersten industriellen Revolution,
unterstützt durch die entsprechenden mechanischen Produktionen basierend auf Wasser und auf Dampfproduktion. Es folgte dann diese Videos,
kennen Sie sicherlich noch, vielleicht aus dem Fernsehen,
die Phase, wo das Ganze auf basiselektrische Energie,
denn zur Arbeitsteiligkeiten, zur Massenproduktion,
denn umgestellt wurde und denn Anfang der 70er Jahre dieses Jahrhunderts die industrielle Phase oder industrielle Revolutionsphase,
die basierend auf HT-Roboter Technologie und Elektronik dazu geführt hat,
dass wir einen hohen Automatisierungsgrad in der Produktion haben.
Wenn wir uns jetzt anschauen, was mit den eingebetteten Systemen in der Technologie passiert,
laufen wir nach vorne, blinkend in die sogenannte vierte industrielle Revolution hinein.
Daher auch der Begriff Industrie 4.0. Das ist eine Produktionslogik,
die nichts mehr mit Wasser und mit Dampf und sonstigen Dingen zu tun hat,
sondern wir reden über hochautonome Roboter-Systeme, autonom agierende Produktionsanlagen,
die sich selbst umbauen,
die sich selbst steuern,
wo der Mensch sozusagen weitestgehend außen vor ist und die
über das Internet miteinander verknüpft sind
Und so Produktionssysteme heute, beziehungsweise in der Zukunft, entsprechend steuern werden. Das,
was ich Ihnen ja sage, ist keine Zukunft im Sinne von 2020,
sondern diese hocheffizienten Systeme, die autonom agieren,
sind in der Zwischenzeit schon längst in den deutschen Produktionsanlagen und Produktionsanlagenherstellern.
Denn angekommen, Sie sehen hier ein Bild des Weltmarktführers aus dem Bereich medimatischer Produktionssysteme,
in denen wir glücklicherweise in Deutschland verortet haben.
Und dieses Bild zeigt Ihnen ein solches System, man soll das hochautonome System, das wir als seiberphysisches Produktionssystem bezeichnen. Das,
was sie auf dem Bild sehen, ist ein Roboter,
der in der Lage ist, 50 unterschiedliche Produktionsprozesse,
denn selbst vollautomatisiert herzustellen, das heißt,
die Anlage holt sich aus einem Enterprise-Ressource-Planning-System den Auftrag,
stellt sich darauf ein, was zu produzieren ist,
produziert die entsprechende Menge, liefert das Ganze aus,
sagt der Logistik, dass ausgeliefert werden kann und sagt dem Account-Ding,
dass die Rechnung rausgeschickt werden kann.
Der gesamte Prozess, der vollautomatisiert,
an keiner Stelle ist noch ein Mensch,
den integriert
Das hat jetzt mit dem DFK eh nichts zu tun.
Das sind die Dinge, die an dieser Stelle denn
so in der Art und Weise auch schon da sind.
Und diese 50 unterschiedlichen Produktionsmöglichkeiten, die die Systeme haben,
um ihnen eine Relation dazu zu geben, die längste Umbauzeit.
Also wenn die Maschine sich einen Auftrag nimmt, sich umbaut,
damit sie produzieren kann, die längste Umbauzeit, dauert 1,2 Sekunden.
Nach ein, zwei Sekunden wird weiter produziert. Und klar,
es geht um die Effizienzsteigerung im Bereich der gesamten Produktion.
Und sie wissen, das ist ein Rückgrat der gesamten deutschen Wirtschaftsleistungsfähigkeit,
die wir haben. Die Schnittstelle zu den Menschen,
die noch da ist und wo die Menschen überhaupt noch
ins Spiel kommen,
ist dieses Display
Nichts mehr anderes. Dieses Display können sich so vorstellen,
die Menschen kommen noch zu den Maschinen,
die Maschinen rufen die Menschen, wenn es ein Problem gibt,
wenn Instandhaltungen zu machen ist, wenn Wartung zu machen ist,
oder wenn Inbetriebnahme zu machen ist, das sind die einzigen drei Zustände,
in denen Menschen noch mit den Maschinen interagieren.
Und da gehen die Mitarbeiter an dieses Display und haben auf,
das ist wirklich so, auf Basis eines dreimonatigen Kurses eine
kryptische Sprache gelernt und verstehen dann, was die Maschine ihnen sagt.
Und diese kryptische Sprache ist in Textform auf diesem Display abgebildet und man versucht dann,
möglichst schnell eben wieder die Instandhaltung jetzt beizuführen oder die Produktion wieder denn aufzunehmen.
Das ist die einzige, wenn sie so wollen,
Mensch, Technik, Interaktionsschnittstelle,
die die Cyberphysischen Systeme an diesem Beispiel natürlich jetzt erstmal noch haben und sie können sich vorstellen,
dass es viele Fragen nach sich zieht,
was das Ganze denn eigentlich zur Konsequenz hat.
Die Bundesregierung hat vor einiger Zeit, einige Jahre hier jetzt ein großes Zukunftsprogramm aufgesetzt,
wo Industrie 4.0 als großes Projekt, der Zukunftsprojekt der Bundesregierung, die aufgesetzt worden ist.
Es sind 500 Millionen Euro dafür zur Verfügung gestellt worden,
um entsprechende Forschung in diesem Bereich denn zu machen,
um von den ursprünglichen der nationalen Strategie für eingebettete Systeme eben
Deutschland auf dem Bereich Styber-physisches System und Industrie für null den vorzubereiten und auf den Weg zu bringen.
Und eine Frage, und das ist die Frage,
mit der wir uns in meinem Institut beschäftigen,
am Deutschen Forschungszentrum ist, wie es uns gelingt,
wenn sie so wollen, E-Learning-Technologien in diese Systeme einzusetzen und einzubinden,
damit wir auf der einen Seite die Studierenden in der Ausbildung an solche hochkomplexe Systeme heranführen und damit sie noch wissen,
was sie eigentlich damit tun sollen,
wenn sie den später in der Praxis stehen.
Und auf der anderen Seite gleichzeitig aber auch die
Industrieunternehmen im Rahmen ihrer Personalentwicklung mit den Sprechen,
wie wir dazu sagen,
intelligenten Wissensdiensten denn zu unterstützen
Wie sieht das in der studentischen Ausbildung denn aus?
Sie sehen hier ein Beispiel von der rohen Resident Buch und dem Lehrstuhl für Produktionssysteme.
Die haben eine eigene Lernfabrik innerhalb der Universität, denn eingerichtet,
das sind Bilder aus der Landfabrik, unmittelbar heraus,
wo solche Maschinen unter anderem denn halt eben stehen und wo die Studierenden direkt an den Maschinen arbeiten,
gar nicht so sehr ausgebildet werden,
sondern versuchen überhaupt zu verstehen, was dort passiert,
wie man miteinander denn in den Prozessen unterwegs ist etc.
Was macht eine solche Lernfabrik? Sie bildet die konkrete Produktionsumgebung
quasi aus der Realität ab, hol sie aber auf den Campus.
Das heißt, die Studierenden gehen nicht in die Unternehmen,
sondern das Unternehmen kommt auf den Campus dann drauf und man versucht
entsprechende Produktketten und Produktionsprozesse zu simulieren, mit entsprechender technologischer Unterstützung.
Das Ganze bildet sich in unterschiedlichen Lehrveranstaltungen ab,
die im Maschinenbau, denn an der entsprechenden Fakultät in Bochum,
denn auch umgesetzt und eingesetzt werden. Was übrig bleibt,
ist genau, wie Sie das eben schon gesagt,
gesehen haben und was ich gesagt habe,
auch für die Studierenden das Problem der hohen Komplexität,
der Maschinen und der zunehmenden Komplexität und deren autonome Steuerungen die Frage,
wie entsprechende Informationen auch zu diesen denn
vermittelt werden können
Und der zweite Punkt, wofür eine solche Lernfabrik auch gut ist,
ist, dass die Industrie in die Lernfabrik hineinkommt und wir
auch dort an der Stelle die Möglichkeit haben,
die entsprechenden Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter im Bereich der Personalentwicklung zu qualifizieren.
Konkret gibt es derzeit zwei Ausprägungen davon,
was in der Lernfabrik in Bochum angeboten wird.
Im Übrigen auch an anderen Stellen, an der TU Chemnitz beispielsweise,
ist momentan ein entsprechender Bereich im Aufbau,
gemeinsam mit Fraunhofer, IWU.
Hier kümmert man sich jetzt in Bochum und im Bereich Management
und Organisation und es gibt eine Lernfabrik für das Thema Ressourceneffizienz
und weiterer großer Industrie,
Forschungsschwerpunkt neben Industrie
Was jetzt das Thema intelligente Wissensdienste angeht, haben wir genau die Situation, wie es eben geschrieben haben.
Wir haben diese Anlagen. Und wir haben die Situation,
dass die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, aber auch die Studierenden,
die Perspektive ich in den Produktionsprozessen sich mit diesen Anlagen beschäftigen müssen,
einfach liegt ja gar nicht mehr im größten Teil Wissen,
was die Maschinen machen und wie sie mit den Maschinen im Rahmen der in Betriebnahme,
im Rahmen von Reparaturen etc., den eigentlich machen sollen.
Diese Systeme sinnvollständig integriert in die jeweiligen ITs,
in die IT-Strukturen der Unternehmen stehen dort zur Verfügung und es gibt eine ganze Reihe von Fragen,
die für die Forschung und Entwicklung an dieser Stelle von Interesse sind,
mit Blick auf die Zielgruppe auf der einen Seite,
wie kann ich die studierenden Qualifikationen gewährleisten?
Und auf der anderen Seite mit Blick auf die Frage,
wie kann ich die Personalentwicklung in den Unternehmen,
also die Mitarbeiterinnen und Qualifikationen, denn gewährleisten? Hier sehen Sie nur ausgewählt,
einige Fragen an den entsprechenden Schwerpunkten festgemacht, Mensch-Maschine-Interaktionen,
Informationsaustausch und Wissensdienste etc.,
die uns forschungsmäßig derzeit beschäftigen und interessieren und auf einen ausgewählten Bereich will ich eingehen,
nämlich das Thema Mensch-Maschine in der Aktion bei den Wissensdiensten,
wenn Sie sich diese Maschinen vorstellen,
die wir gerade eben hatten und ich habe Ihnen das Display gezeigt,
über das Informationen denn bereitgestellt werden versuchen wir in einem entsprechenden Projekt des Bundeswirtschaftsministeriums derzeit auf Basis dieser Produktionssystemanlagen.
Denn eine Anwenderebene einzuziehen, die intelligente Wissensdienste, Informations- und Wissensdienste zur Verfügung gestellt.
Das Ziel ist relativ einfach. Sie sehen auf dem Unterbereich,
im Unterbereich der Charts, den Ist-Stand, die Produktionsanlagen,
die sie eben exemplarisch gesehen haben, angebunden an die ERP-Systeme, an BPM-Systeme etc.
Und die sehen oben drüber den Solstein, das ist das,
was in den F&E-Bereich von unserer Seite aus mit unterstützt und entwickelt wird,
wo wir versuchen, eben intelligente Assistenzsysteme,
an intelligente Assistenzdienste zu entwickeln, die eigentlich Folgendes können sollen.
Stellen sich die Situation vor, sich stehen vor einer solchen Maschine,
sie haben ein Tablet in der Hand oder sie haben ein sogenanntes Seastroot-Display, Google Class,
das ist ein schönes Beispiel, einfach aufgesetzt und die Technologie hilft,
ihnen besser zu verstehen, was die Maschine denn eigentlich gerade macht.
Die Möglichkeit, was wir dort anbieten können und einbieten können,
sind eben diese intelligenten Assistenz- und Informationen zum Wissensdienst,
da heißt Dienste wie beispielsweise, man steht vor der Maschine,
sieht über das Smartphone, über das Tablet oder im Augmented-Bereich,
was Denn eigentlich kontextsextuitiv gerade an Fertigungsauftrag dann läuft,
wie eine Instandhaltung mit der Maschine unmittelbar den realisiert werden kann.
Oder ich kann bei Problemen mir Lösungen über die Tablets oder über Augmented
Reality-Technologien simulieren lassen, kann gegebenenfalls über Kollaborationsdienste, Kolleginnen und Kollegen herbeirufen,
die mir möglicherweise aufgrund ihres Fachwissens bei der Lösung von Problemen helfen können.
Oder kann genauso bestimmte Dinge dokumentieren oder eben entsprechend Emergency-Dienste den aufrufen.
Da soll ich nur Exemplar zeigen,
was Technologie denn eigentlich machen kann in diesem Bereich dieser intelligenten Assistenzdienste
und wo wir an der Entwicklung denn gedanklich und auch in der Sache sind,
wie das konkret aussieht, sehen Sie hier.
Im Prinzip, sage ich mal, in Anführungsstrichen relativ einfach. Sie haben die Maschine,
sie haben einen App-Store, wo sie unterschiedliche Applikationen runterladen können,
aber jetzt nicht zum privaten Vergnügen, sondern zur Steuerung der Maschine oder Applikationen,
die die Funktionsweisen der Maschinen in entsprechender Art und Weise denn beeinflussen können.
Sie haben in einer solchen Lernumgebung mit intelligenten Wissensdiensten,
aber genauso located location vaced learning applications,
wo sie beispielsweise sehen, sie auf dem Tablet abgebildet,
mit ihrem Tablet vor diesem komplexen Maschinen stehen und didaktisch reduziert Informationen über dem Produktionszustand etc. angezeigt bekommen oder halt eben sich Hilfedienste nehmen können,
um etwa in dem Bereich von Problemlösungen sich unterstützen zu lassen,
bis hin, dass sie Assistenzsysteme haben,
ebenfalls über die mobilen Endgeräte ermöglicht, die ihnen helfen,
bestimmte Daten aus der Situation, aus dem Gerät auszulesen,
damit sie entsprechende Informationen bekommen,
um mit den Maschinen interagieren zu können.
Das sind nur drei Beispiele von solchen Diensten,
die in der Interaktion mit solchen Hochkomplexen und autonom agierenden Systemen
denn zukünftig da sein werden und in denen wir uns eben
entsprechend derzeit in den Projektierungen in der Entwicklung befinden
Das Ziel ist es,
in diesem Schwerpunkt Industrie 4.0 mit Blick für die Studierenden,
aber mein Blick auch auf die Arbeitnehmerinnen und Arbeitnehmer in den Unternehmen zukünftig eben Applikationen,
mobil zur Verfügung zu stellen,
die mit den unterschiedlichsten Bereichen multimodal mit den unterschiedlichen Informationen multimodales Lernen ermöglichen.
Das heißt, es geht sehr stark um Augmented.
Es geht sehr stark um das Thema physische Aktionen,
wie man denn über Sensorik die eigenen Aktivitäten unterstützen kann.
Es geht um gestenbasierte Steuerung etc. Das sind alles Anwendungen,
die nach vorne blickend in diesem Gesamtbereich denn integriert werden und
die wir dann im Rahmen der Lernfabrik mit den Studierenden Unterstützung
des Prozessverständnisses sind ja Systemverständnisse und auf der anderen Seite mit den Unternehmen.
Denn zukünftig experimentell, denn prüfen werden.
Das ist der Einblick, den ich Ihnen geben wollte.
Ich hatte 20 Minuten, ich habe es versucht, den möglichst einzuhalten.
Wie gesagt, ich weiß, dass der Schritt von den
Open Badges jetzt zu diesem hier ein großer ist.
Das ist ein völlig anderer Gesichtspunkt, aber das ist nun mal das,
was wir in der Forschung hätten halt konkret machen.
Und ich hoffe, dass es vielleicht ein ganz interessanter Einblick
heute für Sie gewesen ist.