KI-Kompass für Entscheider

Künstliche Intelligenz (KI) ist in aller Munde, doch das bedeutet nicht, dass auch aus jedem Mund Wertvolles dazu beigetragen wird. In den letzten Jahren kam noch der Begriff Maschinenlernen (Machine Learning, ML) hinzu, und auch er wird täglich in den Medien ausgeschlachtet. Die Themen sind breit gefächert und betreffen etwa die Auswirkungen der KI auf den Menschen, ihre Bedeutung für das tägliche Leben und Arbeiten, ihre Chancen und ihre Gefahren. Ein Anwendungsfeld ist dabei sehr selten zu finden und kommt erstaunlich kurz, obwohl es möglicherweise in naher Zukunft mehr Bedeutung haben wird als alle anderen zusammengenommen, und das ist die Industrie, genauer: die Branchen der Fertigungsindustrie und des Anlagenbaus und -betriebs. Das vorliegende Buch beschäftigt sich nur am Rande mit der allgemeinen Debatte über die Künstliche Intelligenz und verweilt nicht lange bei der Begriffsklärung von KI und ML. Thema dieses Buches ist der beginnende und bevorstehende Einsatz von KI in den industriellen Wertschöpfungsprozessen und in deren Ergebnissen, den Produkten - und künftig auch immer mehr in den Diensten, die nun auf Basis vernetzter Produkte angeboten werden können.

Es ist nicht erstaunlich, dass das Großthema Künstliche Intelligenz gerade in der Industrie relativ spät adressiert wird. Hier sind die Anforderungen an neue Technologien sehr viel höher als beispielsweise bei deren Nutzung auf dem Smartphone, sei es privat oder beruflich. Die Voraussetzungen für einen wirtschaftlich erfolgreichen Einsatz sind in der Industrie noch keineswegs gegeben, wenn etwas schon leidlich gut funktioniert. Es muss sicher sein, es muss industriellen Standards genügen, und es muss vor allem eins: einen Mehrwert erbringen, der über den mit herkömmlichen Technologien erreichbaren hinausgeht. Das war bis vor sehr kurzer Zeit bei Künstlicher Intelligenz nicht der Fall. Jetzt hat die KI für eine Reihe von Anwendungsfällen bereits bewiesen, dass sie ausgesprochen nützlich und wertvoll sein kann. Außerdem ist sie an einer Schwelle zum massenhaften Einsatz, der sie für viele bislang noch gänzlich unerschlossene Anwendungen gerade in der Industrie interessant werden lässt. Dies gab mir den Anstoß, das Buch zu schreiben.

Orientierungshilfe für Entscheidungsträger

Da es bis vor wenigen Jahren so aussah, als werde KI vor allem - wenn nicht ausschließlich - für den E-Commerce, für die Konsumenten und die an sie gerichtete Werbung Entscheidendes bieten, haben sich viele Entscheidungsträger in der Industrie, viele IT-Verantwortliche und selbst Softwareingenieure noch kaum damit beschäftigt. Also mangelt es in doppelter Hinsicht an Expertise. Einerseits ist noch wenig Wissenswertes über industrielle KI zu finden, andererseits gibt es nur wenige Experten, die sich damit befasst haben. Zudem sind diese bekanntlich selten im eigenen Haus anzutreffen, sondern meist ausgerechnet bei der Konkurrenz - und in diesem Fall häufig sogar nur in der Forschung. Deshalb soll dieses Buch vor allem eine Orientierungshilfe sein. Was macht KI für die Industrie wichtig und tatsächlich schon in naher Zukunft wirtschaftlich interessant? Welche Anwendungsgebiete sind denkbar oder werden schon bespielt? Was muss ein Unternehmen berücksichtigen, wenn es KI nutzen will? Welche Player und welche Anbieter spielen hier die Hauptrolle?

Eine kurze Geschichte der Industrie - nicht nur für Historiker

Der Einstieg ins Buch ist - nach einem kurzen Rückblick auf die Geschichte der KI und auf die jüngsten Entwicklungen der Industrialisierung - eine Analyse des aktuellen Stands der Technik, die erklärt, warum Künstliche Intelligenz für die Industrie brandheiß und hoch aktuell ist und möglicherweise schon in wenigen Jahren zum "Game Changer" wird, wie man es neuerdings gerne nennt. Warum es also wettbewerbsentscheidend sein kann, ob ein Unternehmen sich auf KI einlässt und darin investiert oder nicht, und was dafür sorgt, dass KI und ML in den Augen vieler Experten zum voraussichtlich wichtigsten Treiber industrieller Innovation werden.

Der Begriff Künstliche Intelligenz ist schon mehr als 60 Jahre alt, aber wie vom ersten Tag an bewegt er die Gemüter. Im letzten Jahrzehnt hat die KI sich nicht grundsätzlich gewandelt. Vieles von dem, was uns heute auf Schritt und Tritt unter diesem Kürzel begegnet, hat seinen Ursprung in technologischen Erfindungen und wissenschaftlicher Forschung, die schon seit mehreren Jahrzehnten verfügbar sind. Künstliche neuronale Netze etwa standen in der Mitte des letzten Jahrhunderts ganz am Anfang der Entwicklung. So wie sie heute eingesetzt werden, gibt es sie seit dem Ende der Neunzigerjahre. Was also ist geschehen, dass sie jetzt eine geradezu revolutionäre Rolle spielen? Bei genauer Betrachtung verliert diese Fragestellung alles Mysteriöse. Es ist nämlich eigentlich eher eine Frage der Quantität - generell an verfügbaren Daten, an Rechenleistung und Speicherkapazität, aber auch an Geld, das in Forschungsprojekte gesteckt wurde - als eine Frage der Qualität, was KI derzeit zu einem der wichtigsten Treiber gerade auch industrieller Innovation macht.

USA, China, Zentraleuropa - wer macht das Rennen?

Noch vor einigen Jahren wäre kaum jemand auf die Idee gekommen, dass solch ein Einsatz überhaupt möglich ist. Jetzt stehen die KI-Anbieter auf der größten Industriemesse der Welt in Hannover, weil sie offenbar davon überzeugt sind, in den Industrieunternehmen gerade auch am industriell wichtigen Standort Deutschland ihren wohl zentralen Markt für die kommenden Jahre und vielleicht Jahrzehnte zu finden, denn ihr Thema ist das Internet der Dinge oder Internet of Things (IoT). Zunehmend tummeln sich in Hannover auch alle möglichen Partner und Beteiligten der neuen Art von Ökosystem. Die Messe ist ein Spiegel der industriellen Entwicklung. Nach der globalen Erweiterung des Industrieunternehmens durch Zulieferer und Partner in den letzten Jahrzehnten entsteht nun eine Erweiterung der industriellen Wertschöpfungskette hin zu einem Ökosystem, in dem der Anbieter eines Produktes tatsächlich nur einer unter vielen Beteiligten ist - und die Rollen in der zukünftigen Industriewelt sind beileibe noch nicht verteilt.

Haben uns die USA und ihr Silicon Valley längst abgehängt und können wir nur noch schauen, in welchen Nischen wir wenigstens eine erträgliche Nebenrolle spielen dürfen? Diese Frage wird landauf, landab diskutiert, und von der Antwort hängt ab, ob wir uns grundsätzlich um unsere Fortexistenz als bedeutender Industriestandort Sorgen machen müssen. Dazu ist es wichtig zu verstehen, dass sich die westliche Industriewelt im Verlaufe der letzten Jahrzehnte einerseits in mehr auf die Optimierung der Fertigungsindustrie und andererseits in unmittelbar auf den Computer und die Entwicklung der Informationstechnologie orientierte Richtungen aufgespalten hat.

Für die hardwareorientierte Seite spielt Deutschland heutzutage vor allem mit seinem Maschinen- und Anlagenbau, mit seiner umfassenden Automatisierungsbranche, mit den Geräteherstellern in der Medizintechnik und mit dem Automobilbau durchaus eine Vorreiterrolle in der Welt. Wie weit trägt dieser Vorsprung, wenn es nun um den Einzug der KI auch in diese Branchen geht?

Bei den anderen, mehr Softwareorientierten, waren bis vor gar nicht langer Zeit die großen Internetkonzerne der USA diejenigen, die den Weltmarkt angeführt haben. Was bedeutet dieser Vorsprung, wenn KI und digitale Vernetzung ein Internet der Dinge ermöglichen, bei dem es nicht mehr um Dienste auf dem Smartphone oder Computer, sondern um Dienste auf Basis beliebiger industrieller Produkte und unendlich vieler anderer Dinge geht?

Wenn man KI sagt, ist mittlerweile auch sehr schnell von China die Rede; von den auf vielen Feldern der Digitalisierung und des Internets an den USA vorbeiziehenden Konzernen im Reich der Mitte; von den finanziellen und politischen Anstrengungen der chinesischen Regierung, die neuesten Technologien nicht nur zur Festigung ihrer Macht und Kontrolle, sondern möglicherweise auch zur Eroberung einer neuen Weltmachtposition zu nutzen. Die künftige Rolle des Industriestandorts Deutschland ist - insbesondere hinsichtlich der KI - also nicht mehr nur in Bezug auf die USA, sondern mindestens genauso gründlich auch in Bezug auf das aufstrebende China zu bestimmen. All dies ist Gegenstand von Kapitel 2 bis 4 dieses Buches.

Natürlich interessieren die Entscheidungsträger in der Industrie und ihre IT- und Engineering-Experten nicht nur diese grundsätzlichen, globalen, historisch und technologisch wichtigen Einordnungen von Künstlicher Intelligenz und Maschinenlernen. Besonders interessant wird es für sie alle erst, wenn sie die Technologie in ihre Bestandteile zerlegt vor sich haben, wenn sie wissen, was es zu kaufen gibt und was sie selbst entwickeln müssen, und welche Rolle dabei welche Komponenten spielen. Das ist der zweite Themenkomplex, den das Buch in Kapitel 5 und 6 behandelt.

Das Neue an Industrieplattformen und Plattformökosystemen

In den letzten Jahren haben sich viele Industrieplattformen gebildet, die Apps von der Industrie für die Industrie anbieten. Meist stehen dahinter große Industriekonzerne oder in der jeweiligen Industrie führende Unternehmen. Oft haben sich aber auch im selben Bereich tätige Firmen zu einem Netzwerk zusammengeschlossen, das nun als...