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27.09.2018 Fachinformation 301 0

Künstliche Intelligenz stärkt die Arbeitskraft

Normung ist unentbehrlich für die großflächige Einführung von KI-Technologien.

IEC-Logo

Von Natalie Mouyal

Künstliche Intelligenz (KI) ist eines der großen Schlagworte in der Technologiebranche. Von Robotern über selbstfahrende Autos, digitale Zwillinge und medizinische Diagnosen, verspricht die KI Innovationen in der Größenordnung der Entdeckung von Feuer und Elektrizität, wie es ein Silicon Valley-CEO formulierte. Während noch nicht klar ist, ob dies der Wahrheit entspricht oder eine Übertreibung ist, schreitet der technische Fortschritt rasch voran.

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Der Begriff „Künstliche Intelligenz“ wird im Allgemeinen als eine Maschine verstanden, die kognitive Funktionen wie Lernen und Problemlösungen nachbilden kann. Es ist ein breit gefasstes Konzept, das Ideen von Frankenstein-artigen Robotern bis hin zu Sprachassistenten für Smartphones oder andere Geräte umfasst.

Die KI stützt sich auf das Sammeln, die Analyse und das Teilen großer Datenmengen, die zwischen Anwendungen ausgetauscht werden. Algorithmen des maschinellen Lernens ermöglichen die Verarbeitung und Interpretation dieser Daten, um Muster zu liefern, auf denen basierend Vorhersagen getroffen werden können. „Deep Learning“ nennt sich die neueste KI-Technologie, die Anwendung in der realen Welt findet. Sie spiegelt die neuronalen Netze des menschlichen Gehirns wider, um Transistorverbindungen herzustellen, die abhängig davon, ob Daten korrekt interpretiert werden, gestärkt oder geschwächt werden können. Werden neue Daten empfangen, ist die Maschine darauf trainiert, daraus Vorhersagen zu treffen. Als Resultat sind Maschinen nun in der Lage, Bilder und Stimmen zu erkennen und auf sie zu reagieren, und sie können auch menschliche Gegner in Spielen wie Go oder Schach besiegen.

KI gesellt sich zu den Managern

Künstliche Intelligenz repräsentiert die nächste digitale Ebene der Informationstechnologie (IT) im industriellen und gewerblichen Bereich. Anfangs nur als ein Werkzeug betrachtet, das die Effizienz innerhalb von Unternehmen steigern sollte, ist die IT seitdem zu einem wesentlichen Bestandteil für die Messung der Unternehmensleistung an den vom Management-Team festgelegten Leistungskennzahlen (key performance indicators - KPIs) geworden. Die Einführung des Industriellen Internet der Dinge (industrial internet of things, IIoT) hat es in Kombination mit KI-Applikationen der IT ermöglicht, ihre Verbindungen mit dem Management weiter zu vertiefen, indem es Einblicke liefert, die helfen können, zukünftige Ziele zu bestimmen.

In der Finanzbranche wird KI häufig für den Handel genutzt, oder um Betrug aufzuspüren und mit Kunden über Chatbots zu kommunizieren. Im verarbeitenden Gewerbe liefert die KI-Technologie Data Intelligence und Automatisierung. Prozesse werden automatisiert, um die Effizienz zu erhöhen, während Datenanalyse und prädiktive Algorithmen den Ablauf und die Strategie verbessern. Im medizinischen Bereich kann die KI-Technologie Anomalien in medizinischen Aufnahmen entdecken und halbautomatisierte Aufgaben im Rahmen von minimalinvasiver Chirurgie ausführen.

KI wird für Digital Twinning genutzt

Die von Gartner als ein Top-Trend für 2018 bezeichneten digitalen Zwillinge verändern die Produktion. Definiert als das virtuelle Abbild eines Produkts, einschließlich der Elemente und Dynamik seiner Entwicklung sowie seiner Funktionsweise während seines Lebenszyklus‘, beeinflussen digitale Zwillinge sein Design, die Herstellung und den Betrieb. Gartner prognostiziert, dass digitale Zwillinge in naher Zukunft bereits Milliarden von Dingen repräsentieren werden.

Diese Technologie ist fester Bestandteil des Siemens-Elektronikwerks in Amberg. Die Fabrik im Süden Bayerns hat einen digitalen Zwilling, der in jeder Hinsicht mit ihr identisch ist. Er wird dazu genutzt, die Produkte zu entwickeln und zu testen sowie die Herstellungsprozesse zu planen und Maschinen zu programmieren. Sobald ein effizientes Arbeitsmodell entwickelt worden ist und alle Störungen beseitigt sind, beginnt die physische Fabrik die Herstellung.

Laut Siemens liegt die Fehlerquote im Elektronikwerk Amberg bei nahezu Null, und das, obwohl hier 1.200 verschiedene Produkte auf der gleichen Produktionslinie gefertigt werden. Digital Twinning hat es dem Werk ermöglicht, die Produktion auf 15 Millionen Einheiten pro Jahr anzuheben, einem 13-fachen Anstieg seit 1989, ohne mehr Personal einzustellen oder in größere Räumlichkeiten zu ziehen.

Die IEC und die KI

Digitale Zwillinge stützen sich auf KI-Technologien, die durch immer mehr kostengünstige Sensoren, Netzwerke für zuverlässige Datenübertragung und intelligente Analysesysteme, die Entscheidungen vorantreiben und auch selber treffen, ermöglicht werden. Im Jahr 2017 waren die IEC und die ISO die ersten internationalen Standardisierungs-Organisationen (SDOs), die ein Komitee gründeten, welches sich mit der Normung für künstliche Intelligenz befasst. Subcommittee (SC) 42 ist Teil des gemeinsamen Komitees ISO/IEC JTC 1.

Wael William Diab, Vorsitzender des SC 42, erklärt: „Die Arbeit der IEC und ISO durch das SC 42 ist insofern einzigartig, als dass wir das gesamte Ökosystem und nicht nur einen technischen Aspekt betrachten. Zusammen mit dem großen Umfang von Anwendungsfeldern, die die Technischen Komitees (TCs) der IEC und ISO abdecken, wird somit ein umfassender Ansatz zur KI-Normung mit IT- und Fachexperten geboten.“

Diab erklärte die Wichtigkeit, die Normung mit einem horizontalen Systemansatz anzugehen. SC 42 wird mit anderen JTC 1 SCs zusammenarbeiten, wie zum Beispiel mit denjenigen, die das Internet der Dinge, IT-Sicherheit und IT-Governance behandeln, sowie mit dem IEC Systems Committee (SyC) for Smart Cities.

Ein weiterer Schwerpunkt, den Diab hervorhebt, sind die Herstellung und die Nutzung von Robotern in Fabriken. KI-Technologien sind allgegenwärtig, von den Robotern in der Fertigungslinie bis zur Datenanalyse. In diesem Kontext wird das IEC TC 65, welches sich mit industrieller Prozessmess-, Steuerungs- und Automatisierungstechnik befasst, eine weitere potenzielle Gruppe darstellen, die mit KI und industrieller Automatisierung in Verbindung gebracht wird.

Das SC 42 hat eine Arbeitsgruppe für grundlegende Normen aufgestellt, um einen Rahmen zu bilden und ein einheitliches Vokabular zu schaffen. Verschiedene Studiengruppen (SGs) wurden gegründet, um die Berechnungsansätze und Eigenschaften von KI-Systemen (SG 1), Vertrauenswürdigkeit (SG 2), Anwendungsbereiche (SG 3) und Big Data (SG 4) zu untersuchen.

„Es ist naheliegend, dass die KI eine der wichtigsten Grundlagentechnologien unserer Lebzeiten sein wird. JTC 1/SC 42 betrachtet das gesamte KI-Ökosystem aus der IT-Sicht. In Verbindung mit der Breite und Tiefe der Anwendungsbereiche, die von der IEC und ISO abgedeckt werden, werden die daraus folgenden Standardisierungsbemühungen nicht nur für Fachleute fundamental sein, sondern auch für alle Stakeholder, die sich für den Einsatz von KI interessieren“, schließt Diab.

KI bleibt sicher

Während die Einführung neuer KI-Technologien Begeisterung hervorrief, lässt sie gleichzeitig die Bedenken im Hinblick auf Datensicherheit und -schutz wachsen.

Die Allgegenwart verbundener Geräte, die miteinander kommunizieren können, erhöht die Anzahl von Gateways, die potenzielle Systembrüche ermöglichen, sowohl zu Hause als auch in einer Fabrik oder einem Auto. Cyber-Angriffe können katastrophale Folgen haben, wie die Lahmlegung der Produktion in einer Firma oder das Verursachen eines Autounfalls.

Der Datenschutz gewinnt zunehmend an Bedeutung, da verbundene Geräte jeden Tag große Informationsmengen über ihre Nutzer sammeln. In einem Haushalt können die Geräte Lieblingslieder und -fernsehsendungen speichern, aber auch die Zeiten, zu denen niemand zu Hause ist. Dies bringt beachtliche Bedenken bezüglich des Datenschutzes auf, die gelöst werden müssen.

Internationale Normen sind wesentliche Instrumente im Kampf, um Informationssicherheit zu bieten und Daten gegen Cyber-Angriffe zu schützen. Das ISO/IEC JTC 1/SC 27 für IT-Sicherheitstechniken hat die ISO/IEC 27000-Reihe internationaler Normen für Informationssicherheitsmanagementsysteme (ISMS) entwickelt, um Organisationen zu ermöglichen, ihre Datenbestände zu schützen. Die IEC 62443-Normenreihe liefert Sicherheit für Industrieautomation und Kontrollsysteme, inklusive aller kritischen Infrastrukturen wie Energie, Gesundheitswesen und Transport.

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Die Informationssicherheit ist ein Prozess, der sich über die gesamte Laufzeit eines Systems bzw. einer Systemkomponente erstreckt. Auch innerhalb der DKE wird das Thema interdisziplinär bearbeitet. Ein Hauptziel ist dabei, Informationssicherheit als Innovationsthema zu verstehen und in den relevanten Bereichen zu adressieren.

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