Das neue atp magazin ist da! Unsere Ausgabe 8/2023 dreht sich um die beiden Schwerpunktthemen Künstliche Intelligenz und Robotik. Erfahren Sie in spannenden Beiträgen, was mit den neuen Technologien möglich ist und welche Risiken entstehen können.

atp magazin 8/2023: KI denkt, Mensch lenkt

„Wir steuern auf eine KI zu, die nicht nur Auskunft gibt, sondern schon bald auch aktiv steuern, verhandeln oder planen wird“, erklärt Prof. Dr. Dr. h.c. Michael ten Hompel im Interview in dieser Ausgabe. Der geschäftsführende Institutsleiter am Fraunhofer IML verweist unter anderem auf die exponentielle Entwicklung von Künstlicher Intelligenz, die viele Menschen nicht kommen sehen.

Von der einstigen Vorstellung, dass Mensch und Maschine sich die Hand reichen und gemeinsam die Herausforderungen unserer Zeit meistern, müssen wir uns wohl langsam verabschieden. Noch sitzt der Mensch am längeren Hebel – aber wie lange noch?!

Ein Ringen um das Erlangen der Singularität zwischen Menschen und Maschinen scheint unausweichlich. Dabei geht es um nichts weniger als das Verhindern der „Machtübernahme“ der Maschinen mit Hilfe künstlicher/maschineller Intelligenz. Der Mensch wird viel Mühe aufbringen müssen, um im Kampf mit dem von ihm geschaffenen Maschinengeist die Oberhand zu behalten.

Lesen Sie im atp magazin 8/2023 wie dies gelingen kann und welche Ansätze es gibt, KI und Robotik sinnvoll zu integrieren.

Werfen Sie einen Blick ins Inhaltsverzeichnis!

Die Interview-Highlights

„Lernen, was wir nicht verstehen“

Dank ChatGPT oder Midjourney sind generative KI-Tools inzwischen in aller Munde und führen uns das rasante Innovationstempo in der Entwicklung von Artificial Intelligence tagtäglich vor Augen. Um das immense Potenzial von KI auch in der Industrie heben zu können, müssen wir aber noch einen Schritt weiter gehen, erklärt Prof. Dr. Dr. h.c. Michael ten Hompel, geschäftsführender Institutsleiter am Fraunhofer IML.

„Roboter werden für die Prozessindustrie elementar“

Wenn Sie bislang im atp magazin etwas über Roboter gelesen haben, bezogen sich die Beiträge meist auf die diskrete Fertigung. In Zukunft wird sich das ändern, denn auch der Prozessindustrie wird das Potenzial autonomer Systeme und der Robotik immer stärker bewusst. Im Interview erklärt Frank Maurer, Global Head of Automation Strategy & Technology bei Boehringer Ingelheim, warum die Robotik für die zukünftige Automatisierung und Digitalisierung der Prozessindustrie wichtig ist und wann wir mit den ersten autonomen Systemen rechnen können.

Die peer-reviewten Hauptbeiträge

Skill-basierte Intralogistik

Um Produkte zwischen Produktionsmodulen und autonomen mobilen Roboter (AMR) austauschen zu können, werden aktu­ell komplexe Individuallösungen entwickelt. Diese sind auf einer zentralen Steuerung mit statisch vorprogrammierten Abläufen und einer fixen Positionierung des AMR umgesetzt. Diese Lösungen sind häufig nicht auf andere Implementierungen übertrag­bar und sehr aufwändig. Mit dem Konzept der Skill-basierten Produktion wird in diesem Artikel gezeigt, wie eine herstellerunabhängige und resiliente Übergabe auf Basis einer horizontalen Kommunikation realisiert werden kann.

Integration von Drohnen in den urbanen Luftraum

In Deutschland sollen den aktuellen europäischen Verordnungen folgend ab 2023 U-Space-Lufträume eingerichtet werden kön­nen. Für die Integration von Drohnen in den bestehenden Luftraum bedarf es dabei einer automatisierten Drohneninfrastruktur und eines Drohnenverkehrsmanagements (UTM). Hierfür werden entsprechende Konzepte und Lösungen benötigt, um dieses Vorhaben zu realisieren. In diesem Beitrag werden die dafür benötigten Automatisierungsbedarfe aufgezeigt und ein Konzept zur automatisierten Planung von Drohnenflügen vorgestellt. Die Automatisierungstechnik fungiert dabei als Enabler für ein effizientes und sicheres UTM.

Realisierung einer Folgefunktion für mobile autonome Roboter

Autonome mobile Roboter (AMR) halten stetigen Einzug in Produktions- und Logistikhallen aber auch vereinzelt für den Waren­transport auf der letzten Meile in urbanen Umgebungen. Der Einsatz einer Folgefunktion hat das Potenzial für eine Effizienz­steigerung in der Intralogistik und für alternative Betriebsmodi in urbanen Umgebungen. Mit der Folgefunktion erkennt und identifiziert der AMR den Nutzenden und hält einen definierten Abstand zu diesem. Im Beitrag wird dies durch einen modellprädiktiven Regelungsansatz und probabilistische Schätzverfahren zur Bewegungsprädiktion realisiert.

Security im Kontext des Module Type Package

Um den wachsenden Anforderungen hinsichtlich der Flexibilität und Wandelbarkeit von Anlagen der Prozessindustrie zu begeg­nen, ist die Modularisierung und das damit einhergehende Module Type Package (MTP) Konzept ein vielversprechender und in breitem Umfang akzeptierter Ansatz. So weit die Entwicklung des MTP auch bereits fortgeschritten ist, gibt es bisher lediglich wenige Ansätze für die Integration von IT/OT-Security. Um diese Lücke zu schließen, widmet sich der vorliegende Beitrag der umfassenden Analyse bestehender Securitystandards im Umfeld automatisierter Produktionssysteme und deren Abbildung auf das Module Type Package. Die gewonnenen Erkenntnisse werden thematisch gruppiert und mögliche Handlungsfelder be­schrieben.

Unterstützung für nachhaltige Planung

Energiemanagementsysteme werden für den Betrieb von Industriestandorten immer wichtiger. In diesem Artikel wird ihre Anwendung auf die Investitionsplanung von Green- und Brownfield-Projekten von Standorten und Anlagen ausgeweitet. Die vorgestellte Methode schließt eine Lücke zwischen einfachen, auf Tabellenkalkulationen basierenden Methoden und komple­xen Simulationsstudien und bietet eine ausreichende Genauigkeit, während sie gleichzeitig mit einer begrenzten Datenmen­ge auskommt, die in frühen Planungsphasen verfügbar sind. Das entwickelte Framework ermöglicht genaue Investitionsent­scheidungen, indem betriebliche Aspekte in die Planungsphase miteinbezogen werden. Wir skizzieren die Hauptfunktionalität des entwickelten Frameworks und erläutern die Erkenntnisse aus Fallstudien in drei verschiedenen industriellen Anwendungsbereichen. Abschließend erläutern wir typische Hürden bei der Umsetzung und beschreiben die gewonnenen Erkenntnisse und Einsichten.

Engineering und Inbetriebnahme von Produktionsanlagen

Um den gewachsenen Anforderungen an Individualität, Flexibilität und Effizienz in der Produktion gerecht zu werden, müssen Anlagenbauer (nicht nur aus dem Automotive-Bereich) ihren Engineering- und Inbetriebnahmeprozess radikal vereinfachen. Eine effektive und durchgängige Digitalisierung des Datenaustauschs über den gesamten Lebenszyklus einer Anlage ermög­licht eine optimale Zusammenarbeit zwischen den beteiligten Akteuren und ist daher ein großer Optimierungs-Hebel. Das Projekt DIAMOND hat sich ein gemeinsames, vernetztes, domänenübergreifendes Datenmodell zum Ziel gesetzt, das in der Indus­trie mit den dort vorherrschenden Anforderungen nutzbar ist. Hierfür müssen alle beteiligten Prozessschritte, Akteure, Tools, Datenformate und ausgetauschte Informationen im Detail analysiert werden. Die Ergebnisse dieser Analyse werden in diesem Beitrag von den Autoren vorgestellt.

atp magazin 8/2023 kostenfrei Probe lesen

Sie möchten die Ausgabe kostenfrei und unverbindlich Probe lesen? Bestellen Sie sich ganz einfach ein kostenfreies Probeheft.

Alle wissenschaftlichen Hauptbeiträge können Sie auch einzeln als ePaper lesen. Besuchen Sie dazu unseren Web-Shop.

Um am Puls der Industrie und der Wissenschaft zu sein, ist unser wöchentlicher Newsletter atp weekly unbedingt lesenswert. Abonnieren Sie Ihr monatliches Automatisierungs-Briefing.

Die atp-Redaktion wünscht Ihnen viel Spaß bei der Lektüre!