Forschungsbereich Scientific Automation

Der Forschungsbereich Scientific Automation überführt Methoden der Selbstoptimierung und Künstlichen Intelligenz in fortgeschrittene Automatisierungssysteme. Dabei steht der Transfer von modernen Technologien in die Praxis im Mittelpunkt. Prof. Dr.-Ing. habil. Ansgar Trächtler, Institutsleiter und Direktor des Forschungsbereichs, und Abteilungsleiter Dr.-Ing. Christian Henke geben im Gespräch Einblicke in die Forschungsarbeit, lassen erfolgreiche Projekte Revue passieren und erläutern, welche Ziele für 2020 gesetzt wurden.
   

Intelligente Automatisierungssysteme werden immer komplexer. Wie gehen Sie damit um?

Christian Henke: Wir beschäftigen uns vornehmlich mit der Entwurfstechnik Intelligenter Technischer Systeme. Da stellt sich in erster Linie die Frage, mit welchen Methoden man herangeht, um die große Komplexität moderner Systeme in den Griff zu bekommen. Unsere Kernkompetenz ist dabei die Modellbildung und damit die Simulation von technischen Systemen.

Ansgar Trächtler: Bevor wir eine Maschine oder Anlage aufbauen, bilden wir diese erst einmal digital im Rechner ab, um Abläufe zu simulieren und zu prüfen. So stellen wir frühzeitig fest, ob und wie die Prozesse am besten funktionieren.
 

2019 wurde das Robotics Lab fertiggestellt, in dem Sie Partnern aus Industrie und Forschung Einblicke in die Möglichkeiten der Digitalisierung und der Automatisierungstechnik geben.

Christian Henke: Mit dem Robotics Lab verfolgen wir zwei Ziele. Wir entwickeln Technologien, um Anwendungen und Prozesse zu optimieren. Und wir unterstützen den Technologietransfer in die Praxis. Wir verfügen hier über moderne Sensor- und Automatisierungs- sowie Robotersysteme. So können wir Unternehmen aufzeigen, welche Potenziale die Robotik und die Automatisierungstechnik bieten. Außerdem führen wir Schulungen durch, geben unsere Expertise weiter.

Ansgar Trächtler: Häufig ist noch gar nicht klar, welche vielfältigen Einsatzmöglichkeiten maßgeschneiderte, »smarte« Robotiklösungen bieten – und das zu vergleichsweise geringen Kosten. Beim Stichwort Robotik wird oft an hohe Kosten und den Wegfall von Arbeitsplätzen gedacht. Dabei können grundsätzlich auch – so ist unser Verständnis – Arbeitsplätze geschaffen werden. Denn Roboter müssen angelernt, gewartet und bedient werden. Dadurch entstehen oftmals sogar höherwertige Arbeitsplätze und monotone Arbeiten werden an den Roboter weitergegeben.
 

Aus welchem Grund haben Verfahren Künstlicher Intelligenz im vergangenen Jahr eine besondere Rolle in Ihrer Forschung gespielt?

Christian Henke: Künstliche Intelligenz ist ein wichtiges Forschungsthema, das gerade den Bereich Scientific Automation extrem betrifft. Wir sind zwar noch weit davon entfernt, dass bzw. Machine Learning in der Industrie überall eingesetzt wird. Aber anspruchsvolle Verfahren wie Predictive Quality lassen sich durch Machine Learning bereits deutlich optimieren. In anderen Fällen ist dagegen eine etwas intelligente Automatisierungstechnik völlig ausreichend.

Ansgar Trächtler: Ich denke, in der heutigen Zeit sind wir technisch so weit, dass Machine Learning einen Durchbruch erreichen kann. Oftmals wird Machine Learning allerdings von Menschen betrieben, die sich eher mit Daten als realen, physikalischen Umständen befassen. Gerade da sehen wir eine Lücke, die wir schließen können, indem wir die bewährten Ingenieurverfahren mit datengetriebenen, lernenden Verfahren koppeln und genau da einsetzen, wo sie wirklich Sinn machen – zum Beispiel, wenn es um erklärbares Verhalten von Algorithmen geht. Künstliche Intelligenz ersetzt nicht alles, insbesondere keine menschliche Intelligenz, sondern sollte sinnvoll und nachhaltig eingesetzt werden.
 

Welche Ziele möchten Sie im Jahr 2020 gerne erreichen?

Christian Henke: Ein Ziel ist sicherlich die Anwendung von Machine Learning in dynamischen Produktionsprozessen. Es werden zwar viele Daten im industriellen Umfeld generiert, diese sollten aber auch ausgewertet und genutzt werden. Das in die Praxis zu bringen, ist eine Stärke unseres Instituts. Auch möchten wir unser Angebot an Robotikanwendungen abrunden und noch besser auf die Bedürfnisse unserer Kunden abstimmen.

Ansgar Trächtler: Natürlich spielt der Bau der Zukunftsmeile 2 eine große Rolle. Dort wartet mit dem IoT Xperience Center ein großes gemeinschaftliches Projekt auf uns und wir werden verschiedene Applikationslabore in Betrieb nehmen.