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Robotik im Handwerk
Digitale Assistenz
digitale Steuerung
Analyse

Der Begriff „Künstliche Intelligenz“ (KI) (auch „artificial intelligence“, AI) beschreibt ein Teilgebiet der Informatik, das versucht menschliche Vorgehensweisen der Problemlösung auf Computern nachzubilden. Das Ziel ist die Erarbeitung neuer oder effizienterer Wege zur Lösung von Aufgaben. Das Gebiet der KI ist sehr universell und umfasst viele Unterbereiche.

Die Technologie beschäftigt sich mit Denkprozessen, logischem Schließen und menschlichem Verhalten oder Handeln. Beispielsweise lernen Computer die Verarbeitung von Sprache, die Anpassung an äußere Umstände sowie die Erkennung und Anwendung bestimmter Muster. Man unterscheidet KI-Systeme auch in zwei Richtungen: die „starke KI“ und die „schwache KI“. Starke KI-Systeme sollen die gleichen intellektuellen Fähigkeiten wie der Mensch besitzen. Schwache KI-Systeme zielen auf die Lösung konkreter Anwendungsprobleme.

Ein bekanntes Konzept der KI beschränkt sich auf sog. „Agenten“. Ein Agent ist ein Computerprogramm das autonom operiert, die Umgebung wahrnimmt, sich an Änderungen anpasst oder Ziele erzeugt und verfolgt. Ein rationaler Agent ist ein Agent der das beste Ergebnis erzielen kann.

Ansprechpartner

Gerhard Hieber

Handwerkskammer für Schwaben

Rationale Agenten sind mit Sensoren ausgestattet, mit denen sie ihre Umgebung wahrnehmen können. Außerdem besitzen sie sog. Aktuatoren durch die sie handeln können. Bei Roboter-Agenten sind Sensoren beispielsweise Kameras, Mikrofone, Infrarotmessgeräte, etc. und Aktuatoren können verschiedenste Motoren, Roboterarme, Lautsprecher, usw. sein.

Der Agent wählt nach Wahrnehmung seiner Umgebung eine oder mehrere zielführende Aktionen aus. Die Auswahl erfolgt je nach Erfolgskriterium, Vorwissen, verfügbaren Aktionen und bisherigen Wahrnehmungen bzw. Erfahrungen des Agenten.

In der KI-Technologie gibt es zahlreiche Aktivitäten in den einzelnen Teilbereichen. Das unerreichte Vorbild ist dabei das menschliche Gehirn. Trotz allem Fortschritt, den die Technologie in den letzten Jahren erlebt, sind KI-System noch sehr weit von den Fähigkeiten eines Menschen entfernt. Man beschränkt sich eher auf Fähigkeiten wie sinnvolles Planen und die Anpassungsfähigkeit an die Umgebung – also einzelne Teilbereiche um dort Arbeitserleichterungen zu schaffen. Zu diesen Teilbereichen zählen u.a.:

  • Dialogprozesse – Mensch zu Maschine: Spracherkennung, Diktierfunktion, Gestensteuerung, Übersetzungsfunktion usw.
  • Maschine-zu-Maschine-Prozesse: Gebäudesteuerung, Vorhersage von Wartungsarbeiten, Autonomes Fahren, usw.
  • Intelligente Automatisierung: Prozessoptimierung, Autonomes Planen und Zeitplanen, logistische Planung
  • Intelligente Entscheidungsunterstützung: Assistenzsysteme zur Datenverarbeitung, Diagnostik, usw.

Durch neue Kombinationen von KI-Komponenten ergeben sich immer mehr Anwendungsfelder, die sich auf andere Bereiche und Industrien übertragen lassen.

Die Bundesregierung bezeichnet das Gebiet der KI als Schlüsseltechnologie für die gesamte Wirtschaft. Sie wird die gesamte Wertschöpfungskette auf eine neue Grundlage stellen, nicht nur die Industrie, sondern auch Handwerk, Handel, Dienstleistungen und sogar die Landwirtschaft. Demnach wird auch von der Bundesregierung die Umsetzung von KI in der deutschen Wirtschaft vorangetrieben.

In der heutigen Arbeitswelt spielt der Faktor Zeit eine entscheidende Rolle. Kunden werden  anspruchsvoller, während die Aufgaben in vielen Handwerksbetrieben mit zunehmendem technischen Fortschritt immer komplexer werden, aber auch schneller erledigt werden müssen. Auch kleine und mittlere Handwerksbetriebe spüren den steigenden Wettbewerbsdruck im jeweiligen Gewerk und sehen sich dabei häufig mit dem Problem konfrontiert, kein qualifiziertes Personal finden zu können. Vor diesem Hintergrund gewinnen intelligente  Unterstützungssysteme im Handwerk zwangsläufig immer mehr an Bedeutung.

Noch ist die Verwendung von KI im Handwerk in vielen Bereichen bestimmten Nischen oder experimentellen Anwendungen vorbehalten. Jedoch können auch im Handwerk, ebenso wie in der Wirtschaft, potentielle Anwendungsgebiete der KI erschlossen werden. Dort, wo Mitarbeiter ständig wiederholende oder gefährliche Arbeiten ausführen müssen, können KI-Systeme zum Einsatz kommen, wodurch sich die Arbeit des Handwerkers mehr auf Kundenbertreuung, sowie auf kreative und wertschöpfende Aspekte konzentrieren kann. So können beispielsweise digitale Sprachassistenten bei der Steuerung eines Gebäudes, bei der Bedienung und Steuerung von Maschinen, als intelligente Assistenten im Fahrzeug oder bei der Erkennung von Mustern und Ausführung von automatisierbaren Arbeitsschritten zum Einsatz kommen.

Analyse
Von der analytischen Funktion der KI können unter anderem Heizungsmechaniker profitieren. Durch intelligente Komponenten können alle Anlagen, die beim Kunden in Betrieb sind, in Echtzeit überwacht werden. Fehler werden somit rechtzeitig erkannt und können vor einem möglichen Geräteausfall behoben werden. Außerdem kann dem Kunden eine maßgeschneiderte Beratung zur Energieeinsparung angeboten werden. Dafür benötigt der Berater lediglich die Verbrauchsdaten der Anlage.

Kundendaten sind der Grundstein für fast jede Marketingmaßnahme. Durch den Einsatz von KI auf einer Firmenhomepage kann das Verhaltensmuster von potenziellen Kunden erkannt und daraus zielführende Marketingmaßnahmen abgeleitet werden. Handwerksbetriebe könnten dadurch ihr Produkt- oder Dienstleistungssortiment auf einzelne Zielgruppen zuschneiden und werbliche Maßnahmen gezielt und ohne Streuverlust bei der jeweiligen Zielgruppe durchführen. Dadurch könnten gleichzeitig Kosten gespart und Umsätze gesteigert werden.

Steuerung
Im Bereich der Steuerung mit künstlicher Intelligenz sorgen Forscher der Massachusetts Universität für große Aufmerksamkeit. Ihr Projekt „Autosaw“ wurde dafür entwickelt, einfache, maßgeschneiderte Objekte montagefertig herzustellen. Der Kunde sucht aus einer Designkonfiguration das gewünschte Objekt aus und passt es auf seine Bedürfnisse an. Das System schneidet im Anschluss alle Elemente zu. Ein Vorteil dieses Systems ist es, die automatische Fertigung vor Ort durchzuführen.

Auch im Bäckerhandwerk ist die Künstliche Intelligenz bereits zu finden. Mit Hilfe des Prognose Tools „BackPro 8“ kann vollautomatisch die Produktverfügbarkeit gesteigert werden. Dieser Prozess geschieht durch dynamische Berechnung exakter Bedarfsprognosen in Kombination mit optimalen Bestimmung der Bestell- und Produktmenge. Mittels der selbständig lernenden Algorithmen ist das Tool in der Lage kurz-, mittel- und langfristige Bedarfsprognosen vollautomatisch und in Echtzeit festzulegen. Alle Ergebnisse sind jedoch nur Handlungsempfehlungen und können zusätzlich manuell gepflegt und auf Sonderaktionen oder ähnliches angepasst werden.

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KI Systeme unterstützen bei Aufmaß und Planung

Assistenz
Durch die intelligente Sprachsteuerung, die Geräte wie zum Beispiel Amazons Alexa bieten, kann ein nahtloser Zugriff des Anwenders auf die benötigten Informationen garantiert werden. Über die Spracheingabe kann der Nutzer direkt mit der künstlichen Intelligenz kommunizieren und die gewünschten Informationen abrufen. Von diesem Vorteil können vor allem Handwerker des SHK-Bereichs profitieren, wenn sie die Technik in Wohn- und Geschäftshäusern integrieren. Allerdings benötigen sie zur Einrichtung und Wartung Know-how über diese Geräte und sollten im Anschluss auch den Kunden beraten und in seine intelligente Haustechnik einweisen können.

Auch im Bereich der Hörakustik kann die künstliche Intelligenz bereits genutzt werden. Hörgeräteträger profitieren hierbei auf vielfältige Weise, denn nicht nur der Trage- und Hörkomfort wird verbessert, sondern auch weitere Funktionen werden problemlos nutzbar. Dazu zählen unter anderem das Audiostreaming von verschiedenen Quellen oder die selbständige Anpassung akustischer Adaptionen. So kann der Benutzer des Hörgeräts mit Hilfe dieser Technologie zwischen zwei Klangeindrücken wählen und sich für die bessere Variante entscheiden. Über die Zeit lernt das Hörsystem Schritt für Schritt über die Eingaben des Nutzers und kann somit das Hörerlebnis verbessern. Ohne die Technologie der künstlichen Intelligenz würde man hierfür normalerweise rund 2,4 Millionen Klangvergleiche benötigen. Mittels der künstlichen Intelligenz kann somit das gleiche Ergebnis in Sekundenschnelle erreicht werden.

 

Das Ziel der Bundesregierung ist es, Deutschland und Europa zum führenden Standort im Bereich der Entwicklung und Anwendung von KI-Technologien zu verhelfen. Um dies zu ermöglichen sind Investitionen des Bundes im Wert von 3 Milliarden Euro bis 2025 geplant. Diese Zielsetzung hat für das Handwerk zur Folge, dass die Sicherung und Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit in Deutschland und Europa verbessert wird.

Bereits heute nutzen durchschnittlich 25% der Großunternehmen und 15% der KMU in der Wertschöpfungsstufe KI-Technologien. Vor allem in den nächsten 5 Jahren wird mit einem stark wachsenden Einsatz dieser Technologien gerechnet. Entgegen mancher Befürchtungen wird die schwache KI durch höhere Produktivität, flexiblere und optimierte Prozesse und bessere Wettbewerbsfähigkeit Jobs sichern können und neue Arbeitsmöglichkeiten erschaffen können.

Als Teil der Forschungseinrichtung des Deutschen Handwerks arbeitet das itb auf dem Gebiet der Unternehmensführung kleiner und mittlerer Unternehmen (KMU). Durch anwendungsbezogene Forschungs- und Transferarbeiten überträgt es wissenschaftliche Erkenntnisse auf KMU, um daraus Empfehlungen für die Handlungsträger des Handwerks abzuleiten.

Im Projekt »SmartAIwork« forscht das itb zum Einsatz Künstlicher Intelligenz (KI) zur Unterstützung der administrativen Abläufe in Betrieben, mit dem Ziel, im Sachbearbeitungsbereich Einsatzmöglichkeiten von KI zu finden und weiterhin Lösungen für die Zukunft zu erforschen.

[Norvig, Russell, 2012]: Norvig, P; Russel, S.: Künstliche Intelligenz, ein moderner Ansatz. Pearson Deutschland GmbH. Müchen. 2012

[Cleve, Lämmel, 2012]: Cleve, J.; Lämmel, U.: Künstliche Intelligenz. Hanser Verlag. Müchnen. 2012

[Kern, Neumayer, 2018]: Neumayer, I; Zielke J.: Künstliche Intelligenz. Planet-Wissen. Link: https://www.planet-wissen.de/technik/computer_und_roboter/kuenstliche_intelligenz/

abgerufen am 12.12.2018

[Neumayer, Zielke, 2018]: Neumayer, I; Zielke J.: Künstliche Intelligenz und Wahrnehmung. Planet-Wissen. Link: https://www.planet-wissen.de/technik/computer_und_roboter/kuenstliche_intelligenz/ abgerufen am 12.12.2018

[Bitkom, 2017]: Buschbacher, Florian, Weber Mathias: Künstliche Intelligenz, Wirtschaftliche Bedeutung, gesellschaftliche Herausforderungen, menschliche Verantwortung. Bitkom e.V., Berlin. 2017, Link: http://www.bitkom.org/sites/default/files/pdf/noindex/Publikationen/2017/Sonstiges/KI-Positionspapier/171012-KI-Gipfelpapier-online.pdf, abgerufen am 17.12.2018

[BMWI, 2018]: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie: Bundesregierung beschließt Strategie Künstliche Intelligenz, Pressemitteilung vom 16.11.2018, Link:

https://www.mittelstand-digital.de/MD/Redaktion/DE/Pressemitteilungen/2018/2018-11-15-bundesregierung-beschliesst-ki.html, abgerufen am 17.12.2018

[KI-S, 2018]: Nationale Strategie für Künstliche Intelligenz: Offizielle Website der Bundesregierung zur Strategie für Künstliche Intelligenz, Link:

https://www.ki-strategie-deutschland.de/home.html, abgerufen am 17.12.2018

Bitcom, 2018: Consumer Technology 2018“
https://www.bitkom.org/Bitkom/Publikationen/Die-Zukunft-der-Consumer-Technology-2018.html

https://www.zdh.de/fachbereiche/handwerkspolitik/kuenstliche-intelligenz-ki-im-handwerk/

https://www.haustec.de/management/markt/sprachassistenten-und-kuenstliche-intelligenz-sind-top-trends

https://www.itb.de/aktuelles/details/kunstliche-intelligenz-im-handwerk.html

https://christopherstrobel.de/2018/04/20/smart-home-2-0-wie-das-smart-home-durch-kuenstliche-intelligenz-noch-intelligenter-werden/

https://www.wearesquared.de/blog/10-anwendungsbeispiele-fuer-kuenstliche-intelligenz-im-digitalen-marketing

https://www.deutsche-handwerks-zeitung.de/mein-hoergeraet-hat-mein-schauspielen-veraendert/150/4562/384580

https://www.deutsche-handwerks-zeitung.de/die-zukunft-des-handwerks/150/3094/386603