„Sprechen wir besser über ‚smart‘!“

„Sprechen wir besser über ‚smart‘!“

Johannes Fottner über künstliche Intelligenz und deren Auswirkung auf den Menschen

Geht man über den Campus der Fakultät Maschinenwesen der Technischen Universität München, fühlt man sich zeitweise wie an einem internationalen Flughafen für junge Leute. Kein Wunder: Der moderne Bau ist lichtdurchflutet wie die Airports von München oder Shanghai und der recht hohe Anteil der ausländischen Studierenden – manche tatsächlich mit leichtem Gepäck unterwegs – ist nicht zu übersehen. Abgehoben wird hier nicht, sondern geforscht und Wissen vermittelt – und gleichzeitig auch weltweit für die Marke „Deutscher Maschinenbau“ geworben. Hebezeuge Fördermittel sprach mit dem Inhaber des Lehrstuhls Fördertechnik Materialfluss Logistik (FML), Prof. Dr.-Ing. Johannes Fottner.

Jan Kaulfuhs-Berger: In Gesprächen mit Kollegen von Ihnen ist herauszuhören, Themen wie Fördertechnik, Maschinenwesen und selbst Logistik klingen – insbesondere im Vergleich zu Informatik – nicht besonders spannend.

Prof. Dr. Johannes Fottner: Ja, der Trend geht auch in der universitären Ausbildung sicherlich hin zur Informatik. Insofern sind wir gefordert, die Ausbildung an unserer Fakultät noch spannender zu machen.

Salopp gefragt, was ist denn spannender, als eine innovative Maschine zu entwickeln?

(lacht). Richtig. Uns allen ist in unserer Jugend allerdings intuitiv beigebracht worden, dass vor allem Autos etwas Cooles sind, Flugzeuge und Raumfahrt ohnehin. Aber auch im Fahrzeugbau müssen Dinge produziert und transportiert werden.

Und schon sind wir wieder beim Thema Maschinenbau.

Ja, die wenigsten Ingenieure in den großen Automobilkonzernen entwickeln Motoren. Sie kümmern sich um Produkte, Materialtransport und so weiter – ganz klassischer Maschinenbau. Aber zurück zur angesprochenen Informatik: Ich bin ja selber im VDI engagiert, wo wir unter anderem „MINT“ ...

... eine Initiative, die Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik näher zusammenbringen soll ...

... versuchen zu pushen. Dort haben wir jedoch den Eindruck, dass nicht nur in der Wissenschaft, sondern gerade in Politik, Gesellschaft und Industrie das „I“ in „MINT“ eine besonders dominante Rolle spielt.

Den Eindruck teilen wir, denken aber auch, dass gerade in der zunehmenden Digitalisierung, die Informatik eine grundlegende Rolle spielen sollte.

Sicher, die Welt ist interdisziplinärer geworden. Es ist auch nicht so, wie den Maschinenbaufakultäten immer wieder vorgeworfen wird, dass diese den Digitalisierungstrend verpasst, nicht angemessen ausgebildet hätten. Schon zu Beginn der 1990er Jahre, als ich studiert habe, gab es einen Lehrstuhl Informationstechnologie im Maschinenbau. Man hat also schon die Zeichen der Zeit erkannt, und sehr früh begonnen, Disziplinen zu verknüpfen.

Was heutzutage deutlich öfter der Fall ist.

Ja, und das ist auch richtig so. Aber, und das ist genau so wichtig, das Studium der maschinenbaurelevanten Grundlagen, der ganze komplexe Maschinenbau mit seiner Technischen Mechanik, seinen mathematischen Grundlagen, der Thermodynamik und so weiter, ist die Basis für alles Weitere. Meines Erachtens ist es die wichtigste Aufgabe, den Tellerrand etwas breiter zu gestalten und das Verständnis für andere Disziplinen zu fördern – ohne dabei die tiefe und intensive Ausbildung zu verlassen.

Auch das Verständnis für andere Kulturen, wenn man sich hier so auf den Gängen umsieht.

Die interkulturelle Komponente wird zunehmend wichtiger in unserer globalisierten Welt ...

... in die man bei dieser Gelegenheit die Marke „Deutscher Maschinenbau“ durchaus exportieren kann.

Ja, gehen Sie bitte einmal nach China. Dort spricht man zwar kein Deutsch. Doch wenn die Chinesen das Wort „Maschinenbau“ hören, leuchten ihre Augen. Dann wissen sie genau, was gemeint ist. Das verbinden sie mit Deutschland.

Mit Deutschland verbinden wir aber auch Automatisierung – verpackt als Industrie 4.0. Wenn wir zurückdenken, kommt uns der Begriff Automatisierung allerdings deutlich älter vor.

Wenn ich ehrlich bin, Automatisierung ist eher ein Zeichen von Industrie 3.0 als von 4.0. Hier bevorzuge ich den Begriff Autonomisierung. Genau genommen gibt es sogar diesen Trend bereits seit den 1970er/1980er Jahren, als seinerzeit die ersten Fahrerlosen Transportsysteme zum Einsatz kamen. Das Thema Automatisierung ist also in der Tat nicht neu.

Wahrscheinlich so alt wie das Thema Rationalisierung.

Rationalisierung ist sicherlich ein Grund für die Automatisierung. Der zweite Grund dafür ist der Arbeitskräftemangel.

Man automatisiert nicht nur aus Gründen der Rationalität, sondern weil man keine Arbeitskräfte mehr findet?

Ich war lange genug in der Industrie, um hier eindeutig mit „jein“ zu antworten (lacht). Ja, auch weil man keine Arbeitskräfte findet. Das ist insbesondere dann der Fall, wenn man sein Distributionslager in sogenannte strukturschwache Gebiete verlegt, weil ja die Ansiedlung kostengünstig ist. Leider gibt es dort auch weniger Arbeitskräfte.

Ein Stück weit bedingt das eine das andere, oder?

Wenn ich ganz ehrlich bin, steht die Kosteneffizienz schon im Vordergrund. Und es wird immer ungelernte Arbeitskräfte geben: Wenn wir alles automatisieren, was einfach und repetitiv ist, dann wird es schon auch Mitarbeiter geben, die an ihrer Leistungsgrenze angekommen sind und nicht für höherwertige Aufgaben eingesetzt werden können.

Blicken wir weiter in die Zukunft. Sie sprachen vorhin das Thema Autonomie an.

Autonome Systeme sind natürlich heute in aller Munde und ein ganz wichtiger Bereich. Nur wird der Begriff Autonomie teilweise ein wenig zu inflationär benutzt.

Zum Beispiel?

Eine freie Navigation, zum Beispiel, ist keine autonome Navigation. Das Fahrzeug bekommt ja immer noch Aufträge, richtet sich in Korridoren an erlaubte Routen und muss nicht alles selber entscheiden. Aber ich glaube schon, dass wir in den vergangenen Jahren eine ganze Reihe an Freiheitsgraden zusätzlich in unterschiedliche Automatisierungstechnologien gepackt haben.

Unser Gespräch nähert sich jetzt unweigerlich der Künstlichen Intelligenz, oder?

In den meisten Fällen würde ich lieber von Smart Systems sprechen. Wir sprechen hier von smarten Einsatzfällen, um beispielsweise überzugehen von einem Industrieroboter zu Systemen, die auf flexible Art und Weise unterschiedliche Tätigkeiten erfüllen können. Dies ist meiner Meinung nach der große Unterschied zwischen der klassischen Automatisierung und dem, was wir heute sehen. Kurz gefasst: Der Begriff autonom bedeutet einfach, dass man einen deutlich höheren Grad von adaptivem Verhalten realisieren kann.

Bis hin zu selbstlernenden Systemen.

Ja, auch das. Aber wie gesagt, ich bevorzuge die Worte „smart“ und „adaptiv“. Lernend – ja, in einem gewissen Sinne sicherlich. Aber die Systeme machen ja nicht völlig andere, neue Sachen. Sie verrichten ihre Arbeit genau in dem Spektrum, das der Mensch für sie vorgesehen hat.

Sie bauen also auf den gemachten Erfahrungen auf und adaptieren diese dann für veränderte Umgebungsbedingungen.

Genau.

Was uns irgendwie auch zum Thema Digitalisierung bringt. Auch diese kennen wir bereits seit über 30 Jahren unter dem Stichwort EDV. Lochkarten sind noch älter.

Na gut, wir müssen aufpassen, weil wir Deutschen gern alles mit einer Definition bestücken. Wenn Sie so wollen, gibt es Digitales aber bereits seit Menschengedenken, die Computertechnologie selber seit den 1950er/1960er Jahren. Wenn wir heute über Digitalisierung sprechen, meinen wir meist digitale Geschäftsmodelle, digitale Infrastruktur oder digitale Technologien zur Unterstützung. Legt man jetzt tatsächlich einmal eine Definition dahinter, dann ist das Geschäftsmodell ja auch nicht digital, sondern die Medien, mit denen es betrieben wird.

Am Ende kommt man aber, wenn nicht um eine Definition, dann jedenfalls um eine exakte Darstellung des Sachverhaltes nicht drum herum.

Richtig. Der Begriff digitale Produktion wird oft benutzt, ist aber per se nicht wirklich korrekt. Richtig wäre stattdessen „Digitalisierung in der Produktion“. Wir befinden uns nicht in einer digitalen, sondern in einer cyber-physischen Welt. Es wird weiterhin physische Komponenten geben.

Wenn wir schon bei genauen Darstellungen sind, widmen wir uns doch dem vorhin kurz gestreiften Begriff Industrie 4.0.

Genau genommen sprechen wir von der vierten industriellen Revolution: Industrie 4.0. Hinter 3.0 verbirgt sich selbstredend die dritte industrielle Revolution. Die hatte man aber erst im Nachhinein dann so genannt.

Stichwort: Nachhinein. Diese industriellen Revolutionen kann man ja nicht inszenieren, vorplanen.

Man hat damals sicherlich nicht gesagt, in den kommenden fünf Jahren beschäftigen wir uns mit der dritten industriellen Revolution ...

... aber?

Aber man kann mit Fug und Recht behaupten, Industrie 4.0 ist die erste industrielle Revolution, die im Voraus erkannt und geplant wurde. Genau genommen ging und geht es um die Nutzung einer neuartigen Infrastruktur – dem Internet –, um verschiedene Prozesse dramatisch effizienter zu machen.

Das Internet der Dinge.

Ja, erste Forschungsprojekte unter Leitung von Prof. Michael ten Hompel vom Fraunhofer Institut in Dortmund und meinem Vorgänger hier an der TU München, Prof. Willibald Günthner, gab es ab 2005, der Begriff gar stammt aus der Zeit Mitte bis Ende der 1990er Jahre. Bei diesem Projekt ging es explizit um die Autonomisierung von Systemen. Ich finde es heute noch eine faszinierende Idee, die Effizienz einer gesamten Supply Chain, in der Systeme und Maschinen vernetzt sind, zu steigern – also nicht nur partiell, sondern über die gesamte Lieferkette.

Man hat aber manchmal das Gefühl, geprägte Begrifflichkeiten sind mehr in den Marketingabteilungen der Unternehmen verankert.

Ja, es muss Substanz dahinter sein. Gelegentlich steht tatsächlich der Gedanke im Vordergrund: Wie bekomme ich das Industrie-4.0-Logo auf mein Produkt. Stattdessen sollten sich die Unternehmen mehr um die Frage kümmern: Wie kann ich Industrie 4.0 für das Unternehmen wertvoll nutzen.

Also – endlich, könnte man meinen – weg von dem Marketinginstrument Industrie 4.0.

Ja, Industrie 4.0 ist keine Marketingstrategie, auch keine Technologie, sondern eigentlich etwas ganz spannendes: Eine Verknüpfung aus Technologie und Prozess.

Wenn wir heute nicht nur über Industrie 4.0 sprechen, sondern sie auch wirklich umsetzen und effizient nutzen, stellt sich uns sofort die Frage nach der fünften industriellen Revolution: Industrie 5.0. Wann findet sie statt?

Spannende Frage! Und genau genommen deshalb, weil sie bereits vor der Tür steht. Wenn man sich die Zeitabstände zwischen den ersten vier industriellen Revolutionen anschaut, prognostiziere ich: in den kommenden 15 bis 20 Jahren, eher früher.

Worauf müssen wir uns einstellen?

Ich denke, dass der intensive Einsatz von Additive Manufacturing noch einen gewaltigen Schub bringt. Das betrifft auch die Erweiterung der Digitalisierung in der Produktion. Man wird meiner Meinung nach auch noch mehr den Kunden sehen müssen. In den vergangenen Jahren haben wir sehr stark an dem Thema Flexibilität gearbeitet. Flexibilität schränkt aber immer ein bisschen die Effizienz ein. Deshalb wird man versuchen müssen, Prognosen stabiler hinzubekommen. Spannend wird es meiner Meinung nach auch, in diesem Zusammenhang auf Industrie 6.0 zu schauen.

Dann schauen wir doch einmal.

Nun, Facebook hat, ich glaube vor zwei Jahren, eine Veröffentlichung zum Thema Gedankenlesen gemacht. Den Mensch als Bestandteil dieser vernetzten Welt zu sehen, ist auf der einen Seite beängstigend, auf der anderen Seite wird man dies für die Effizienzsteigerung mittelfristig brauchen.

Wir haben das Gefühl, wir sind wieder beim Thema Künstliche Intelligenz angelangt.

Es wäre schön, wenn wir an dieser Stelle das Interview in Englisch weiterführen könnten. Mit dem Begriff Artificial Intelligence kann ich gut leben. Beim deutschen Wort Intelligenz schwingt immer eine Mischung aus Hirn, Herz und Bauch mit. Kurz: im Deutschen kommt das intuitive Verhalten hinzu, der englische Begriff kommt eher von der algorithmischen Ebene.

Das bedeutet, das Thema Empathie bleibt außen vor?

Ja, wir müssen Maschinen nicht mit Gefühlen ausstatten. Programmierte Gefühle sind keine echten Gefühle. Ein Sensor, beispielsweise, ist nicht intelligent, sondern smart. Sprechen wir also besser über smart...

... und darüber, dass die Systeme auf gemachten Erfahrungen aufbauen.

Genau, und das ist für mich der wesentliche Unterschied. Wenn man einer künstlichen Intelligenz keine konkrete Aufgabe gibt, wird sie diese Aufgabe auch nicht lösen können. Das ist der Unterschied zum Menschen und seinen Fähigkeiten.

Aber?

Der Mensch selber kann individuell lernen. Maschinen sind über vernetzte Strukturen in der Lage, Lerneffekte auf andere zu kopieren. Beim Menschen würde das erst funktionieren, wenn dieser einen USB-Anschluss hat.

Herr Prof. Fottner, vielen  Dank für das Gespräch!

Hebezeuge Fördermittel 12/2018 PDF-Download (1.74 MB) Autor: J. Kaulfuhs-Berger