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Künstliche Intelligenz

Sichere virtuelle Technologien für die Industrie von morgen

Die Fabrik der Zukunft soll vor allem intelligent, ressourcenschonend und vernetzt sein. Am Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) wird der Netzwerkgedanke intelligenter Objekte in innovativer Projektarbeit verankert und so die Roadmap zur 4. Industriellen Revolution um vernetzte, sichere und virtuelle Technologien erweitert.

Anwendung zur Planung, Verifikation und Simulation von Industrieanlagen. Bild: DFKI GmbH

Das Internet ist eine der größten Errungenschaften unserer Zeit. Jetzt steht das Netz vor einer Revolution: Die Vision des ‚Future Internet‘ strebt nach einem strukturellen und nachhaltigen Wandel – zukünftig beeinflussen intelligente Basistechnologien und Konzepte aus der Künstlichen Intelligenz und Informatik das World Wide Web und damit maßgeblich die industrielle Produktion der Zukunft, die sich mehr und mehr auf vernetzte cyber-physische Systeme stützt. Kollaborative Roboter, kurz ‚Co-Bots‘, arbeiten mit dem Menschen Hand in Hand. Die Vision: Intelligente, vernetzte Maschinen unterstützen den Menschen, stimmen sich mit ihm als auch mit anderen Maschinen ab und passen sich flexibel an neue Produkte und Produktionsziele an. Möglich gemacht wird dies durch moderne Software, Robotertechnologie sowie dazu passende Visualisierungs- und Interaktionstechniken. Das alles miteinander verbunden über schnelle und vor allem sichere Netzwerke und Protokolle.

Simulierte Realität

Das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH (DFKI) ist auf dem Gebiet innovativer Softwaretechnologien und deren Einsatz eine der führenden Forschungseinrichtungen. International zählt die Wissenschaftswelt das DFKI zu den wichtigsten ‚Centers of Excellence‘. So werden am DFKI-Forschungsbereich Agenten und Simulierte Realität (ASR) sichere, virtuelle Technologien zur Simulation, Interaktion und Vernetzung für industrielle Anwendungen erforscht und entwickelt. Dabei arbeitet ASR häufig mit Partnern aus großen sowie mittelständischen Industrieunternehmen, Wissenschaft und Forschung zusammen.

Zu den Auftraggebern gehören neben der Industrie unter anderem das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) sowie die Europäische Union (EU). DFKI-Projekte adressieren ein Gesamtspektrum; regelmäßig gelingt der Brückenschlag von der anwendungsorientierten Grundlagenforschung bis hin zur markt- und kundenorientierten Entwicklung innovativer Lösungen. Am Beispiel dreier klassischer Phasen der Produktrealisierung – Entwurf, Fertigung und Anwendung – zeigen nachfolgende Projekte des DFKI-Forschungsbereichs ASR einen Querschnitt anwendungsorientierter, intelligenter Basistechnologien zur vorrückenden Realisierung der Vision von Industrie 4.0.

Intelligente Produkte

Bereits vorhandene Werkzeuge zum Entwurf von Produkten sind oft starr und auch eine Vernetzung mit anderen ist nur schlecht möglich. Im Projekt Arvida (BMBF) entwickeln Forscher neue Wege, existierende Werkzeuge dienstorientiert über das Internet in Echtzeit miteinander zu verknüpfen. Ziel ist es, anhand paralleler Nutzung aller Werkzeuge, einen möglichst vollständigen, funktionalen, virtuellen Prototyp des Produktes zu konzipieren, den sogenannten ‚Digital Mock-Up‘. Mittelfristig soll das Verfahren auch auf den Entwurf der gesamten Produktionsanlage ausgedehnt werden. Ein Beispiel ist eine browserbasierte 3D-Review-Anwendung: Sie erlaubt es Planern, gemeinsam und standortunabhängig an einem Produktentwurf zu arbeiten.

Den Ansatz dahinter stützt ‚XML3D‘. Die als 3D-Internet-Standard vorgeschlagene Technologie integriert interaktive 3D-Modelle direkt in eine HTML5-Webseite, visualisiert die Daten verteilt und ermöglicht dem Nutzer die Interaktion. Aus dem ‚FI-WARE‘-Programm der EU rühren viele der Bausteine für die dienstorientierte Anwendung. Der Entwicklung dieser Bausteine folgt die Freigabe: Als Open Source steht der Quellcode der Öffentlichkeit ohne Einschränkungen zur Verfügung. Erste Anwendungen kommen schon heute in Industrieprojekten der Branchen Automobilbau und Bauwirtschaft zum Einsatz.

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