Dissertation - und dann?

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Mit der Dissertation zum Entrepreneur

Wieviel Start-up steckt in deiner Dissertation? Diese Frage steht im Zentrum des Projekts „Young Entrepreneurs in Science“. Das Projekt soll Nachwuchswissenschaftler in unternehmerische Bahnen lenken und Karrierewege außerhalb von Labor und Hörsaal aufzeigen – Bewerbungen für das Programm sind noch möglich.

Über drei Jahre hinweg soll das Projekt 2000 Promovierende an Universitäten und Hochschulen aus 20 Regionen bundesweit begleiten. „Young Entrepreneurs in Science“ wurde von der Falling Walls Foundation initiiert und wird neben dem Bundesministerium für Bildung und Forschung von mehreren Partnern finanziert, unter anderem von BASF, Bayer Foundations, Carl-Zeiss-Stiftung, Daimler und Infineon Technologies. Knapp 40 Hochschulen, Universitäten und Forschungszentren beteiligen sich an der Projektphase.

Im Zuge des Projekts sollen in insgesamt sechs Modulen Workshops die praxisnahe Auseinandersetzung mit den Chancen und Herausforderungen der Selbstständigkeit ermöglichen. Zum einen erfahren Promovierende, wie in großen Unternehmen unternehmensinterne Forschung und Entwicklung abläuft. Zum anderen helfen erfahrene Coaches beim Umdenken, und Gründer aus der Wissenschaft berichten, wie die ersten Schritte zur eigenen Firma gelingen. Die beteiligten Unternehmen sollen den Initiatoren zufolge von einem direkten Zugang zu einem Pool an hochqualifizierten Fachkräften, frischen Ideen und unternehmerischen Trends profitieren.

Wie die Falling Walls Foundation berichtet, gründen von den etwa 200.000 Promovierenden in Deutschland bislang nur wenige ein eigenes Unternehmen. Dabei seien Schlüsselqualifikationen, wie sie für eine Dissertation beziehungsweise Promotion benötigt werden, unternehmerischen Kompetenzen durchaus ähnlich. Das Projekt „Young Entrepreneurs in Science“ habe sich daher das Ziel gesetzt, die Gründungskultur unter deutschen Nachwuchswissenschaftlern zu stärken und frühzeitig die Lust auf Unternehmertum zu entwickeln.

Die Falling Walls Foundation ist eine gemeinnützige Einrichtung in Berlin, die jedes Jahr am Jahrestag des Mauerfalls die internationale Wissenschaftskonferenz Falling Walls Conference veranstaltet. Im Rahmen der Konferenz stellen rund 20 Spitzenwissenschaftler aus aller Welt in je 15 Minuten vor, welche Durchbrüche in Natur-und Geisteswissenschaften, Wirtschaft und Technologie bevorstehen.

Management 4.0 für Industrie 4.0

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VWI: „Industrie 4.0 braucht Management 4.0“

Interdisziplinäre Lösungen für offene Fragen an der Schnittstelle von Technologie und Management – das ist das Ziel des VWI-Fokusthemas, das der Verband Deutscher Wirtschaftsingenieure e. V. von nun an jährlich herausgeben wird. Thema des ersten Bandes, der parallel zur Hannover Messe erschienen ist, ist das Management der Industrie 4.0. Während sich die Messe auf die technische Seite der vernetzten Industrie konzentriert, öffnet das VWI-Fokusthema die Perspektive auf das Unternehmen insgesamt. „Bei dieser vierten industriellen Revolution geht es um weit mehr als die technologische Entwicklung des Betriebes“, sagt VWI-Präsident Prof. Dr.-Ing. Wolf-Christian Hildebrand. „Gefragt sind auch neue Geschäftsmodelle und Geschäftsprozesse – also letztlich die Transformation der gesamten Organisation. Industrie 4.0 braucht daher Management 4.0.“

Modell für das Management 4.0

Die neuen Managementansätze entwickeln sich zurzeit jedoch langsamer als die Technologien selbst. Vor diesem Hintergrund haben das Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML und der Lehrstuhl für Unternehmenslogistik (LFO) der Fakultät Maschinenbau der TU Dortmund das Dortmunder Management-Modell entwickelt. Dieses Modell bringt Management und Technologie näher zusammen und bricht klassische Grenzen auf, um die digitale Transformation zu bewältigen. Wissenschaftler beider Institutionen stellen im VWI-Fokusthema das Modell vor und belegen anhand von Fallstudien seine Anwendbarkeit in der Praxis. „Die Anwendung des Modells sorgt für einen ganzheitlichen beziehungsweise integrierten Blick auf die Digitalisierung“, so VWI-Präsident Hildebrand. „Das eröffnet Wege für die interdisziplinäre Lösung der damit verbundenen Managementaufgaben.“

Das VWI-Fokusthema „Management der Industrie 4.0“ ist im April 2019 erschienen. Es steht unter diesem Link als PDF zur Verfügung. Außerdem ist das Fokusthema als E-book bei Google Books online verfügbar.

Leichtbau-Dächer mit Photovoltaik

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Leichtgewichte für Leichtbau-Dächer

Mit besonders leichten Photovoltaikmodulen will die chinesische Firma Sunman den Solarstrom-Eigenverbrauch von Industrie- und Gewerbebetrieben erhöhen. Deren Gebäude verfügen oft über viel Platz auf dem Dach, doch oft ist die Statik der Leichtbau-Dächer nicht auf das hohe Gewicht herkömmlicher Solarmodule ausgerichtet. Einer Studie des Fraunhofer-Instituts für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES zufolge gibt es in der Europäischen Union Flachdächer auf Nichtwohngebäuden mit einer Fläche von etwa 360 Millionen Quadratmetern. Sunman geht davon aus, dass rund 60 Prozent dieser Industriedächer herkömmliche Solarmodule mit einem Gewicht von 15 bis 20 Kilogramm pro Quadratmeter nicht dauerhaft tragen können.

Wie Sunman erläutert, entsteht das geringe Gewicht seiner Photovoltaik-Module durch den Einsatz patentierter Kompositmaterialien, welche die Glasscheibe auf der Frontseite herkömmlicher Solarmodule ersetzen. Das gesamte Modul sei dadurch nur rund zwei Millimeter dick und lasse sich mit einer Gesamtlast von dreieinhalb bis fünf Kilogramm pro Quadratmeter aufs Dach bringen. Oft sei es möglich, die Module einfach zu verkleben. Die Module seien zwar dünner und leichter als übliche kristalline Modelle mit Glas, hätten aber die gleiche Witterungsbeständigkeit und Leistung. Sunman zufolge werden die Module zusätzlich zu den Schutzschichten auf der Vorder- und der Rückseite auf beiden Seiten der Solarzellen mit mehreren Schichten wasserdichtem Polymerverbundwerkstoffen laminiert. Der Wirkungsgrad liege bei rund 18 Prozent.

Auch Leichtbau-Dächer für die Energiewende nutzen

Ein erstes Projekt mit den glasfreien Modulen haben die Stadtwerke im südbadischen Waldkirch auf dem Dach der örtlichen Stadthalle realisiert. Dort produziert jetzt eine Photovoltaik-Anlage mit 245 Kilowatt Nennleistung Solarstrom für 80 bis 100 Haushalte. Wie die Stadtwerke mitteilen, war die Nutzung der Dachfläche für eine Photovoltaik-Anlage bereits seit 2011 geplant. Die Unterkonstruktion des Titanzinkdachs habe es aus statischen Gründen jedoch nicht erlaubt, herkömmliche Solarmodule mit Glasabdeckung zu montieren. Eine weitere Anlage mit den glasfreien Modulen haben Installateure auf dem Trapezblechdach des Seewasserwerks im schweizerischen Küsnacht gebaut.

In Asien, Australien und den USA hat Sunman die glasfreien Module bereits auf den Markt gebracht. Jetzt beginnt das Unternehmen mit dem Rollout in Europa.

VWI und Enactus in Mannheim

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VWI-HG und Enactus kooperieren in Mannheim

von Christian Szyska, Sprecher der Regionalgruppe Rhein-Neckar

Wirtschaftsingenieure behaupten gern, dass besonders die Schnittstellenkompetenz eine ihre wichtigsten Fähigkeiten ist. Dass VWI-Mitglieder das nicht nur behaupten, sondern auch leben, zeigt eine neue Kooperation zwischen den Mannheim Hochschulgruppen von VWI und Enactus in Mannheim.

Brücke zwischen Theorie und Praxis

Enactus steht für Entrepreneurial – Action – Us! und wurde 1975 in den USA unter dem Namen SIFE gegründet. Inzwischen sind mehr als 66.000 Studenten in 36 Ländern in ihren Hochschulteams engagiert und verbessern die Welt im Kleinen. Das Team Enactus Mannheim e.V. ist seit zehn Jahren an der Universität Mannheim etabliert und damit eines der ältesten Enactus-Teams in Deutschland. In zahlreichen Projekten versuchen die Teams die Theorie aus der Uni in die Praxis zu den Menschen zu bringen und dabei nachhaltig etwas Gutes zu tun. Die harten Fakten der Projekte werden dabei in regelmäßigen Abständen bei nationalen und internationalen Wettkämpfen präsentiert. Das Team Enactus Mannheim zählt dabei zu den Top-Teams in Deutschland und erreicht auch international regelmäßig Top-Platzierungen.

Wirtschaft und Technik verbinden

Gerade die immer technischer werdenden Herausforderungen sind es, die zum Weiterdenken zwingen. „Wir sind sehr gut wirtschaftswissenschaftlich ausgebildet, aber es fehlt oft an technischem Hintergrundwissen“, sagt Kenneth Hillig, Teamleader Enactus Mannheim (im Bild links): „Dadurch wird es immer schwieriger, Projekte mit naturwissenschaftlichem Focus zeitnah zum Erfolg zu führen.“ Um dieses Problem zu lösen, soll eine Brücke zur Hochschule Mannheim geschaffen werden. Hier kommt die VWI-Hochschulgruppe Mannheim ins Spiel. Die HG Mannheim gehört seit 2009 zur Hochschullandschaft und bildet die Schnittstelle für Studenten der HS Mannheim nach außen. „Wir befinden uns gerade in einer schwierigen Phase der Umstrukturierung und Neuausrichtung unserer HG“, sagt Isabel Menkenhagen, 2. Vorstand der VWI-HG Mannheim (im Bild 2. von links): „Durch den Kontakt zu Enactus Mannheim können wir unsere Mitgliedern nun ein breites Spektrum an Angeboten und Herausforderungen anbieten.“ Beide Teams wollen sowohl auf fachlicher als auch auf struktureller Ebene von dem Austausch miteinander profitieren. Durch die sehr gut ausgebildeten Netzwerkstrukturen beider Vereine sollen diese Erfahrungen dann auch die jeweiligen Dachverbände erreichen, damit schließlich alle Mitglieder von der Kooperation profitieren können.

Kooperation in Mannheim: Nur ein Anfang

Ausgangspunkt für die Zusammenarbeit war ein Regionalgruppen-Treffen der Region Rhein-Neckar im März 2018. Dabei stellte das Enactus-Team sich und seine Projekt zum ersten Mal dem VWI vor. Christian Szyska, Sprecher der Regionalgruppe Rhein-Neckar, hat das Thema besonders inspiriert: „Nach unserem ersten Treffen durfte ich bei einer Monitoring-Session dabei sein und war beeindruckt, was die jungen Teams in kürzester Zeit auf die Beine stellen können. Mir war sofort klar: Das will ich in meiner Region auch!“ Die Kooperation zwischen den beiden Mannheimer Teams soll daher nur der Anfang sein. Die Regionalgruppe Rhein-Neckar hat nun neben regelmäßigen Themenabenden und Freizeit-Events ein weiteres Thema, welches allen VWI-Mitgliedern die Möglichkeit bietet, sich aktiv im Verband zu engagieren.

Weitere Informationen und Termine zur Regionalgruppe Rhein-Neckar gibt es beim VWI. Die VWI-Hochschulgruppe Mannheim ist auf Facebook erreichbar, das Enactus-Team Mannheim über seine Homepage.

Produktmanagement RG Rhein-Neckar

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Produktmanagement im Fokus der RG Rhein-Neckar

von Christian Szyska, Sprecher der Regionalgruppe Rhein-Neckar

Das Thema Produktmanagement beschäftigt die Gemüter in vielen Firmen – in global agierenden Konzernen ebenso wie in lokal ausgerichteten Kleinunternehmen. So gut wie jeder hat dieses Aufgabenfeld bereits diskutiert. Im Produktmanagement ist es ganz besonders die Schnittstellenkompetenz, die über Erfolg und Misserfolg entscheiden kann. Produktmanager müssen sich und ihr Produkt ideal in ein Netz verschiedenster Ansprüche integrieren. Welche Herausforderungen dies mit sich bringt, hat die Regionalgruppe Rhein-Neckar mit ihren Mitgliedern beim letzten Regionalgruppen-Treffen ausführlich diskutiert.

Ein Produkt, verschiedene Blickwinkel

Bei diesem Treffen waren es vor allem die Jungmitglieder und Berufseinsteiger, die ihre Erfahrungen an interessierte Studierenden weitergeben konnten. Im Laufe des Abends wurde klar, wie weit zum Teil Theorie und Praxis voneinander entfernt sind. Insgesamt bemängelten die Teilnehmer des Regionalgruppentreffens, dass in der Praxis oft die Sichtweise auf die Position des Produktmanagers zu einseitig beziehungsweise zu eingeschränkt ist. Einerseits gibt es Produktmanager, deren Tätigkeitsbereich spezifisch im technischen Produktmanagement nur auf Entwicklungsprozesse beschränkt ist. Auf der anderen Seite existiert ein Produktmanager, der vor allem die Entwicklung im Markt begleitet und steuert. Dieser wird oft mit einem Markenmanager oder auch operativen Produktmanager gleich gesetzt. Somit existieren zwei grundlegend verschiedene Stellenbeschreibungen, welche oft zu allgemein als Produktmanager zusammen geworfen werden. Nur wer hier genau nachfragt und das Bewusstsein für die verschiedenen Blickwinkel auf ein Produkt hat, findet die für sich richtige Aufgabe. Darüber hinaus ist zudem noch ein strategischer Produktmanager nötig, der die allgemeine Ausrichtung des Produktes auf Basis von Marktdaten in die Entwicklung einsteuert.

Somit gibt es im Grunde nicht nur einen Produktmanager, sondern drei verschiedene Ausrichtungen im Produktmanagement. Für diese drei Aufgabengebiete sind sehr verschiedene Qualifikationen nötig. Wirtschaftsingenieure verfügen über das grundlegende Wissen, um sich in jede dieser Herausforderungen ideal einarbeiten zu können.

Unternehmer im Unternehmen

Dass dieser Blick auf das Thema Produktmanagement nicht neu ist, zeigt ein Blick in die Management-Literatur. Es gibt auch praktische Beispiele, in denen Firmen dieses Konstrukt bereits umgesetzt haben. Klar wurde den Teilnehmern aber auch, dass es oft ein Privileg großer Unternehmen ist, sich eine Vielzahl verschiedener Produktmanager zu leisten. Kleinere Unternehmen können das oft nicht stemmen; dann deckt der Produktmanager wieder alle Bereiche ab. Alles in allem lässt sich ein Produktmanager als Unternehmer im Unternehmen betrachten, der – egal ob technik- oder marktorientiert – sein Produkt, seine Marke oder seine Idee gegen innere und äußere Widerstände behaupten muss.

Für die Teilnehmer war das Treffen ein sehr aufschlussreicher und geselliger Abend, der gerne wiederholt werden darf. Die nächsten Termine für Regionalgruppen-Treffen in der Region Rhein-Neckar stehen bereits fest. Interessenten finden alle Termine im VWI-Kalender.

Großbritannien

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VWI: „Großbritannien verwettet Jobs und Wohlstand“

In Großbritannien ist Wetten ein Volkssport, dem alle gesellschaftlichen Schichten frönen. Mit einer Reihe politischer Wetten hält das Land nun seit mehr als zwei Jahren einen ganzen Kontinent in Atem: Welches Brexit-Datum wird letztlich greifen? Wie werden die Rahmenbedingungen aussehen? Oder gibt es doch noch eine Entscheidung zum Rücktritt vom Austritt?

„Großbritannien verwettet Jobs und Wohlstand – und das nicht nur im Vereinigten Königreich, sondern in ganz Europa“, sagt Axel Haas, Geschäftsführer des Verbands Deutscher Wirtschaftsingenieure e.V. (VWI). Besonders die bislang ergebnislose Pendeldiplomatie von Regierungschefin Theresa May sorgt beim VWI für Unverständnis. „Grundsätzlich ist ein Ausscheiden Großbritanniens aus der EU zu bedauern“, so Axel Haas. „Aber die Hängepartie, von der die Zukunft vieler Millionen Menschen abhängt, ist nicht akzeptabel. Es scheint, als hätten die Verantwortlichen den Ernst der Lage immer noch nicht erkannt.“ Seit zwei Jahren müssten Unternehmen in Großbritannien und der EU sowie viele Beschäftigte und Studierende damit leben, dass ihnen am Brexit-Tag in vielen Bereichen der Boden unter den Füßen weggezogen werde. Und obwohl dieser Tag immer näher rücke, wisse niemand, welches Fundament sie danach tragen solle.

„Die Blockadehaltung des britischen Parlaments ist mehr als fahrlässig“, so Haas. „Die Zeit politischer Spielchen ist vorbei. Die Wirtschaft, die Beschäftigten und ihre Familien, die Studierenden und auch alle anderen Menschen in Großbritannien und der EU brauchen endlich Klarheit.“

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Trauer um VWI-Beirat Dr. W. Rudolf Mühlhoff

Der VWI trauert um sein Beiratsmitglied Dr. W. Rudolf Mühlhoff. Vor seiner Beiratstätigkeit war der Wirtschaftsingenieur von 1984 bis 1991 Vorstand des VWI.

Mühlhoff wurde 1936 geboren und studierte an der Technischen Universität Berlin Wirtschaftsingenieurwesen. Nach verschiedenen Stationen im Verkauf, im Marketing und im Projektmanagement war Mühlhoff als Leiter Aus- und Fortbildung der Demag/Fördertechnik in Wetter an der Ruhr tätig, dann als Leiter des Instituts für Führungslehre der Technischen Akademie Wuppertal. Anschließend übernahm er die Geschäftsführung einer Düsseldorfer Unternehmensberatungsgesellschaft, bevor er sich als Unternehmensberater selbstständig machte und unter anderem das ZIPASIO-Management-Team gründete.

Der VWI hat Mühlhoff jedoch nicht nur als kompetenten Wirtschaftsingenieur und engagiertes Vorstands- und Beiratsmitglied erlebt und geschätzt. Im Herzen „VWIler“ bereicherte er jede Diskussion und brachte sich, dies ist besonders in Erinnerung geblieben, bei der Renovierung des Mellerowicz-Saales an der Technischen Universität engagiert ein – TU-Professor Konrad Mellerowicz war Mühlhoffs Doktorvater. W. Rudolf Mühlhoff verstarb am 4. März 2019. Der VWI wird ihn in ehrendem Angedenken bewahren.

Klimabilanz von Elektroautos

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Klimabilanz von Elektroautos analysiert

Ein heute in Deutschland gekauftes elektrisches Batteriefahrzeug weist im Vergleich zu Verbrennern über seine durchschnittliche Nutzungsdauer von 13 Jahren eine deutliche Treibhausgas-Einsparung auf. Das ist das Ergebnis der Studie „Die aktuelle Treibhausgasemissionsbilanz von Elektrofahrzeugen in Deutschland“ des Fraunhofer ISI, welche die beiden Wirtschaftsingenieure Prof. Dr. Martin Wietschel und Matthias Kühnbach sowie Logistiker Dr. David Rüdiger jetzt vorgelegt haben. Demnach liegt die Spannweite der Einsparung zwischen 28 Prozent gegenüber einem Diesel-Oberklassewagen und 42 Prozent gegenüber einem Benziner-Kleinwagen, wenn man den Strommix in Deutschland zugrunde legt. Die Autoren haben für ihre Analyse der Klimabilanz neben der Nutzungsphase auch die Fahrzeugproduktion eingeschlossen und drei Fahrzeugklassen mit repräsentativen Annahmen für Deutschland bewertet.

Den Autoren zufolge wird der steigende Anteil erneuerbarer Energie am Strommix dazu führen, dass der Ausstoß klimarelevanter Gase bei der Stromerzeugung in Deutschland immer weiter sinkt. Damit verbessere sich auch die Klimabilanz von Elektroautos. „Ein heute gekauftes Elektroauto profitiert über die gesamte Nutzungsdauer von sinkenden Treibhausgasemissionen bei der Stromerzeugung“, sagt Martin Wietschel: „Ein konventioneller Verbrennungsmotor stößt dagegen auch im 13. Nutzungsjahr noch eine ähnlich hohe Menge klimarelevanter Gase aus wie zum Zeitpunkt des Kaufs.“ Zwar verbessere sich die Klimabilanz konventioneller Diesel und Benziner durch die Beimischung von Biokraftstoffen, aber nur geringfügig. Außerdem sei zu erwarten, dass die steigende Nutzung von unkonventionellen Ölvorkommen, beispielsweise durch Fracking, die Treibhausgasbilanz von Verbrennungsmotoren im Gegenzug verschlechtere.

Die Studie nennt vier zentrale Hebel, um die Klimabilanz von Elektrofahrzeugen zu verbessern:

  • Das Laden mit selbst erzeugtem Solarstrom zuhause. Ein Anteil von 30 Prozent selbst erzeugtem Photovoltaikstrom in der Batterie kann die Treibhausgasemissionen eines Elektroautos um zusätzlich acht bis elf Prozentpunkte senken.
  • Die Nutzung von Ökostrom aus zusätzlichen erneuerbaren Quellen. Bei einer vollständigen Versorgung mit regenerativen Strom lässt sich erreichen, dass die Treibhausgasemissionen des eigenen Elektroautos um bis zu 65 bis 75 Prozent niedriger ausfallen als die von konventionellen Pkw.
  • Der Einsatz regenerativer Energien bei der Batterieherstellung. Durch den hohen Energiebedarf bei der Batterieproduktion entstehen bei der Herstellung eines Elektroautos heute deutlich mehr klimarelevante Gase als bei konventionellen Pkw. Durch den Einsatz regenerativer Energien bei der Herstellung der Batterien lassen sich diese Vorkettenemissionen von Elektroautos um 30 bis 50 Prozent senken.
  • Intelligentes Lastmanagement. Simulationsrechnung der Studie zeigen, dass sich die Treibhausgasbilanz von Elektroautos damit noch einmal um vier bis sechs Prozentpunkte senken lässt.

Die Autoren weisen darauf hin, dass die Klimabilanz eines Elektrofahrzeugs von mehreren Einflussfaktoren abhängt. Die wichtigsten seien die Emissionen der Stromerzeugung, die Emissionen bei der Fahrzeugproduktion, die wesentlich durch die Batteriegröße und dem Energieeinsatz bei der Produktion bestimmt würden, die gesamte Laufleistung des Fahrzeuges, die Lebensdauer der Batterie sowie der Energieverbrauch des Fahrzeuges, bei dem es unter anderem auf Fahrzeuggewicht, individuelle Fahrweise und klimatische Bedingungen ankomme. Zusammenfassend lasse sich aber festhalten, dass ein heute angeschafftes Elektroauto in Deutschland einen relevanten Beitrag zur Senkung der Treibhausgasemissionen über seine Nutzungszeit liefere. Nutzer sowie Industrie hätten zudem eine Reihe an schnell zu realisierenden Optionen, um die Treibhausgasbilanz eines Elektrofahrzeuges noch deutlich zu verbessern.

KI-Systeme

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Sind KI-Systeme wirklich intelligent?

Wie Systeme Künstlicher Intelligenz zu ihren Entscheidungen kommen, blieb Forschern bislang häufig verborgen. Das machte eine Antwort auf die Frage, ob es sich wirklich um intelligente Entscheidungen oder eher um statistisch erfolgreiche Verfahren handelt, unmöglich. Wissenschaftler der Technischen Universität Berlin (TU Berlin), des Fraunhofer Heinrich-Hertz-Instituts (HHI) und der Singapore University of Technology and Design sind dieser Frage nachgegangen und haben bestehende KI-Systeme mit einer speziellen, automatisierten Technologie analysiert und quantifiziert. Die Ergebnisse haben sie bei Nature Communications veröffentlicht.

Den Forschern zufolge zeigen die untersuchten KI-Systeme eine große Bandbreite der gelernten Problemlösungsstrategien: vom naiven Problemlösungsverhalten über Schummel-Strategien bis hin zu hochelaborierten ‘intelligenten’ strategischen Lösungsansätzen. Demnach haben selbst moderne KI-Systeme nicht immer einen aus menschlicher Perspektive sinnvollen Lösungsweg gefunden, sondern bisweilen sogenannte Clever-Hans-Strategien genutzt. Clever Hans – der kluge Hans – war ein Pferd, das angeblich rechnen und zählen konnte und in den Jahren um 1900 als wissenschaftliche Sensation galt. Wie sich später herausstellte, konnte Hans jedoch lediglich in etwa 90 Prozent der Fälle die richtige Antwort aus der Reaktion des Fragestellers ableiten.

Manche KI-Systeme erinnern an den klugen Hans

Ähnliche Clever-Hans-Lösungsstrategien fanden die Forscher bei verschiedenen KI-Systemen. So verfolgte ein KI-System, das vor einigen Jahren mehrere internationale Wettbewerbe zur Klassifikation von Bildern gewonnen hat, eine aus menschlicher Sicht naive Lösungsstrategie: Es klassifizierte Bilder vorwiegend anhand des Kontextes. Beispielsweise wurden Bilder der Kategorie ‘Schiff’ zugeordnet, wenn viel Wasser im Bild zu sehen war; bei Schienen im Bild klassifizierte das System das Bild als ‘Zug’. Die eigentliche Aufgabe, nämlich Schiffe oder Züge zu erkennen, hat dieses KI-System nicht gelöst – auch wenn es die Mehrzahl der Bilder im Endeffekt korrekt klassifiziert hat. Diese Art von fehlerhaften Lösungsstrategien nutzen den Forschern zufolge auch einige der neuesten KI-Algorithmen, die sogenannten tiefen neuronalen Netzwerke. Diese würden ihre Klassifikationsentscheidung zum Teil auf Artefakte stützen, die während der Präparation der Bilder entstanden seien und mit dem eigentlichen Bildinhalt gar nichts zu tun hätten.

„Solche KI-Systeme sind für den praktischen Einsatz völlig unbrauchbar. Ihr Einsatz in der medizinischen Diagnostik oder in sicherheitskritischen Bereichen birgt sogar enorme Gefahren“, warnen die Forscher. Es sei durchaus denkbar, dass ungefähr die Hälfte der aktuell eingesetzten KI-Systeme implizit oder explizit solche Clever-Hans-Strategien nutzen. Es sei an der Zeit, das systematisch zu überprüfen, um sichere KI-Systeme entwickeln zu können.

Die Wissenschaftler haben jedoch auch KI-Systeme identifiziert, die unerwartet ‘intelligente’ Strategien gelernt haben und beispielsweise die Atari-Spiele Breakout und Pinball spielen können. Diese KI-Systeme hätten ganz klar das Konzept des Spiels ‘verstanden’ und einen intelligenten Weg gefunden, zielgerichtet und risikoarm sehr viele Punkte zu sammeln.

Mit Avataren smart produzieren

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Mit Avataren smart produzieren

Menschliche Bewegungen mit Hilfe standardisierter Bewegungsbausteine möglichst effizient simulieren – das ist Ziel des internationalen Forschungsprojektes MOSIM. Wissenschaftler wollen so die Produktionsplanung in Unternehmen verbessern. Denn nur wenn alle Abläufe reibungslos funktionieren und optimal aufeinander abgestimmt sind, kann das Unternehmen im internationalen Wettbewerb bestehen. Prof. Dr. Martin Manns entwickelt im Rahmen des Projekts gemeinsam mit internationalen Kolleginnen und Kollegen Bewegungsbausteine für menschliche Avatare. Der Wirtschaftsingenieur leitet an der Universität Siegen den Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Montage (FAMS). Mit den Avataren sollen künftig manuelle Montageabläufe in der virtuellen Realität getestet und optimiert werden – und das schnell und kostengünstig.

„Die Montage ist oft bis auf die Zehntelsekunde getaktet. Deshalb ist die Planung der Abläufe nicht nur wichtig, sondern auch immens aufwändig“, erklärt Martin Manns: „Unsere Aufgabe in dem Projekt ist es, die Anforderungen an die Bewegungen und die Simulationswerkzeuge zu erfassen und die Erzeugung und Nutzung simulierter Bewegungen zu vereinfachen.“ Ziel des Gesamtprojektes sei es, einen Baukasten an menschlichen Bewegungen zu erzeugen – jede davon so flüssig und realitätsnah wie möglich.

Mit Avataren komplexe Simulationen ermöglichen

Zu den konkreten Tätigkeiten, welche die Avatare ausführen sollen, gehören beispielsweise Greifen, Hinlegen oder Festschrauben. Jede dieser Tätigkeiten wird mit einem eigenen Bewegungsprofil hinterlegt. Wie Legosteine sollen sich die einzelnen Bewegungsmodule später zusammensetzen lassen. So sollen komplexe Simulationen menschlicher Arbeitsabläufe entstehen, die mit geringem Aufwand und ohne allzu hohe Kosten erstellt werden können. Mit Hilfe dieses Bewegungs-Baukastens und den entsprechend programmierten Avataren solle es dann möglich sein, neue Montage-Abläufe zu testen, bevor diese in die Realität umgesetzt werden. Die neue Technik soll helfen, Fehler zu vermeiden, Konsequenzen besser abzuschätzen und – wenn nötig – frühzeitig nachzujustieren.

Wichtig ist den Forschern zufolge, dass sich die virtuellen Charaktere in der Simulation flüssig und ohne Aussetzer bewegen – und dass sie in der Lage sind, auch feinste Bewegungen auszuführen. „Für Maschinen oder Roboter gibt es entsprechende Simulationen schon. Für den menschlichen Bereich ist der Aufwand bisher zu hoch“, sagt Wirtschaftsingenieur Manns. Um das zu ändern, kombiniert MOSIM Verfahren aus der Spieleindustrie mit denen der Produktionsforschung. „3-D-Computerspiele verfügen bereits über Technologien, um menschliche Bewegungen zu simulieren. Davon können wir viel lernen“, so Manns weiter: „Allerdings besteht die Gefahr, dass unsere Avatare gerade nicht ‚echt‘ genug wirken – wir möchten ja keine Zombies kreieren.“

Demonstratoren für verschiedene Anwendungsbereiche

Wie die Forscher mitteilen, können die neuartigen Avatare nicht nur für die Produktionsplanung in Unternehmen eingesetzt werden. Sie eignen sich demnach auch für Fußgängersimulationen, beispielsweise wenn es um virtuelle Tests mit autonom fahrenden Autos geht – viele Tests beispielsweise zu Brems- und Lenkassistenten können mit realen Fußgängern nicht durchgeführt werden, weil sie viel zu gefährlich wären. Daher will Manns im Rahmen von MOSIM gemeinsam mit seinen Kolleginnen und Kollegen Demonstratoren für die verschiedenen Anwendungsbereiche entwickeln.