Digitale Technologien

Ob Blockchain, Künstliche Intelligenz, Additive Fertigungsverfahren (3D Druck) oder 5G, hier werden wichtige digitale Technologien vorgestellt und deren Anwendungen in der betrieblichen Praxis erläutert. Links zu Leitfäden, Weiterbildungseinrichtungen, Kompetenzzentren oder Hochschulpartnern runden das Angebot ab.  

Weitere Technologien können auf der Plattform der Mittelstand Digital Zentren recherchiert werden.

Landläufig als “3D-Druck” bezeichnet, wird bei additiven Fertigungsverfahren ein Objekt element- oder schichtweise aufgebaut. Generell gibt es drei Anwendungsformen der additiven Fertigung: Prototypenherstellung, additive Herstellung von Endprodukten und die Herstellung von Werkzeugen. Es gibt mittlerweile eine Vielzahl von Verfahren (Pulverbett und Düse/Drahtverfahren) und Materialien (diverse Metalle und Kunststoffe) für die additive Fertigung. Einen Überblick dazu findet sich hier.

Grundsätzlich ist die Blockchain ein elektronisches Register für digitale Datensätze, Ereignisse oder Transaktionen, die durch die Teilnehmer eines verteilten Rechnernetzes verwaltet werden. Die meisten aktuellen Anwendungen auf der Blockchain werden als manipulationssichere Datenstruktur und als System zum Werttransfer aufgebaut und hauptsächlich im Finanzsektor eingesetzt. Weitere Anwendungsbereiche sind aber auch in der Industrie, dem öffentlichen und juristischen Bereich sowie im Internet der Dinge zu finden. Diese manipulationssichere Struktur für automatisierte Transaktionen ließe sich gut in Massenverfahren wie z.B. Strom- oder Mobilfunkverträgen (smart contracts) sowie in der Maschinenkommunikation einsetzen. In der Lebensmittelindustrie können dadurch schon gesamte Prozessketten optimiert werden, was nicht nur den Datenaustausch einzelner Lieferanten verbessert, sondern auch die Lebensmittelsicherheit erhöht.

Die Blockchain kann in der Maschinenkommunikation mit einer Vielzahl von Sensoren und Aktoren eingesetzt werden. Durch die extrem sichere, standardisierte Übermittlung der Daten können sensible Informationen standortübergreifend zwischen Produktionssystemen validiert ausgetauscht werden. Das Mittelstand 4.0 Kompetenzzentrum eStandards stellt in einem Faktenblatt „Blockchain fast in Echtzeit Neue Perspektiven für die vernetzte Produktion“ Ergebnisse eines Demonstrators zu diesem Thema vor.

In einem Whitepaper hat das Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik (FIT) Wesentliches zur Blockchain anschaulich und umfassend zusammengetragen.

Die Kryptowährungen Bitcoin und Ethereum sind die bekanntesten Anwendungen der Blockchain. Dabei gibt es sehr viel mehr Möglichkeiten, wie folgender Überblick von Anwendungen aus Banking, Business, öffentliche Hand und sonstigen Industriebereichen.

Der Entwurf und die Implementierung von Blockchain Systemen erfordern Know-how in mehreren Bereichen. In der Blockchain Autumn Scholl 2022, einer Aus- und Weiterbildung mit Vernetzung im Bereich Blockchain bietet neben Fachvorlesungen und einer Reihe von Praktika branchenspezifische Praxis-Vorträge sowie ein Blockchain Scientific Track an.

Die IHK-Organisation hat einen Zertifikatslehrgang Fachkraft für 3D-Drucktechnologien entwickelt, der von verschiedenen IHK´n und der WAK in Schleswig-Holstein angeboten wird. Für additive Fertigungsverfahren sind neue Ansätze und Denkweisen in der Konstruktion und Fertigung notwendig. Der Lehrgang qualifiziert die Teilnehmer für die neuen beruflichen Herausforderungen im Bereich der Entwicklung, Konstruktion und Fertigungsverfahren im 3D-Druck. Die Fertigkeiten und Kenntnisse, die vermittelt werden, befähigen die Teilnehmer, geeignete 3D-Druck-Technologien sinnvoll auszuwählen und anzuwenden.

Künstliche Intelligenz ist der Überbegriff für Anwendungen, bei denen Maschinen menschenähnliche Intelligenzleistungen erbringen. Darunter fallen das maschinelle Lernen oder Machine Learning, das Verarbeiten natürlicher Sprache (NLP - Natural Language Processing) und Deep Learning. Die Grundidee besteht darin, durch Maschinen eine Annäherung an wichtige Funktionen des menschlichen Gehirns zu schaffen - Lernen, Urteilen und Problemlösen.

Digitale Sprachassistenten wie Siri, Alexa, Google Home oder Cortana nutzen KI-getriebene natürliche Sprachverarbeitung und Sprachgenerierung, um Ihre Fragen zu beantworten und Ihren Aufforderungen Folge zu leisten.

Tools wie Grammarly aktivieren die Rechtschreibprüfung beim Verfassen von E-Mails, um fehlerfreie Texte zu verfassen. Diese Assistenzsysteme nutzen Künstliche Intelligenz und die Verarbeitung natürlicher Sprache. Spam-Filter setzen Künstliche Intelligenz ein, um E-Mails entweder zu blockieren, wenn der Verdacht naheliegt, dass es sich um unverlangte massenhaft zugestellte Spam-Mails handelt, oder sie als erwünschte Mitteilung an die E-Mail-Inbox der Empfänger weiterzuleiten. Antivirenprogramme arbeiten ebenfalls mit Maschinenlernsystemen, um Ihr E-Mail-Konto zu schützen.

Die zu produzierenden Brötchen einer Großbäckerei können anhand der statistischen Verkaufszahlen von Brötchen durch eine Big-Data Auswertung und einer Verknüpfung von Daten wie Wetter, Feiertage und Veranstaltungen als Informationen durch eine KI mit aufgenommen werden, um die Planung zu optimieren.

Die Firma Baader aus Lübeck nutzt für die perfekte Maschinensteuerung in der Produktion KI. Auf der Basis von Aufnahmen von Fischfilets werden Merkmale bestimmt, die wiederum der Maschinensteuerung dienen, um diese Filets dann zu schneiden oder zu säumen. Dabei können die unterschiedlichen Größen und Arten berücksichtigt werden, ohne zu viel Verschnitt zu erzeugen. Mit der Vielfalt der zu verarbeitenden Fische umgehen zu können und am Ende eine stabile Maschine zu entwickeln – das ist die Kernkompetenz von Baader, die durch KI gestärkt wurde.

Lernende Systeme im Sinne der Gesellschaft zu gestalten - diesen Anspruch verfolgt die Plattform Lernende Systeme, die das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Jahr 2017 initiiert hat. Die rund 200 Mitglieder der Plattform sind in Arbeitsgruppen und einem Lenkungskreis organisiert. Sie zeigen den persönlichen, gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Nutzen von Lernenden Systemen auf, benennen aber auch Herausforderungen und Gestaltungsoptionen.

Die finnische Unternehmensberatung Reaktor und der Universität Helsinki haben das Angebot "The Elements of AI" ursprünglich entwickelt. Um das Thema Künstliche Intelligenz (KI, auch AI für Artificial Intelligence) möglichst vielen Menschen näherzubringen, kombinierten die Macher theoretische Wissensvermittlung mit praktischen Übungen.

Die Lizenzen für den deutschsprachigen Markt erwarb die DIHK-Bildungs-gGmbH. Seitdem kann jeder das kostenfreie Angebot nutzen, um sich mit den Grundlagen der KI zu beschäftigen. Für die Teilnahme an dem deutschsprachigen Kurs ist kein Vorwissen erforderlich. Die sechs Module können bei völlig freier Zeiteinteilung in 30 bis 60 Stunden online absolviert werden. Sie machen klar, was KI überhaupt ist, wie sie Probleme löst, welche realen Anwendungen es gibt, wie maschinelles Lernen funktioniert, was es mit neuronalen Netzen auf sich hat und welche Auswirkungen Künstliche Intelligenz voraussichtlich in der Zukunft haben wird. Wer möchte, kann sich die erfolgreiche Teilnahme bescheinigen lassen.

Den Kurs und alle Infos gibt es hier.