Produktionsprozesse der Zukunft: dynamische Teams aus Mensch und Maschine
Automatisierung in der Produktion basiert überwiegend auf festen, vorgegebenen Abläufen. Komplexere Herausforderungen erfordern jedoch Flexibilität. Die bieten dynamische Teams aus Mensch und Maschine. Adaptive Fertigungsprozesse, bessere Arbeitsbedingungen, mehr Nachhaltigkeit und individuellere Produkte – das sind die Ziele der länderübergreifenden und interdisziplinären Exzellenzcluster-Initiative „Productive Teaming“. Die zukunftweisende Frage der Forschenden aus Magdeburg, Chemnitz und Ilmenau: Wie können Mensch und Maschine bei der Bearbeitung komplexer Aufgaben gleichberechtigt und menschenzentriert zusammenarbeiten? Ziel ist es, intelligente Systeme kognitiv so zu erweitern, dass sie in der Lage sind, die Fähigkeiten und Bedürfnisse der menschlichen Teampartner in solchen Prozessen dynamisch zu antizipieren.
„Wir möchten die Zusammenarbeit von Mensch und Maschine auf eine neue Ebene heben. Eine neue Generation dynamischer Mensch-Maschine-Teams in Produktionssystemen soll in der Lage sein, komplexere und adaptivere Herausforderungen zu bewältigen als aktuelle cyber-physische Systeme oder menschliche Teams.“
Prof. Dr. rer. nat. Frank Ortmeier, Sprecher der Exzellenzcluster-Initiative „Productive Teaming“
Agiles Reagieren und das Anpassen an Störungen: Systeme sollen intelligenter werden
Die triuniversitäre Forschungsinitiative will hierfür menschliche Fähigkeiten, wie agiles Reagieren und das Anpassen an Störungen, auch auf maschineller Ebene realisieren. So wollen die Forschenden die Produktionsprozesse flexibel und anpassungsfähig halten − sowohl mit Blick auf die einzelnen Produktionsschritte als auch auf die Gestaltung des fertigen Produkts. Intelligente Systeme sollen so verbessert werden, dass sie
- auf kognitiver Ebene Schlussfolgerungen ziehen (cognitive awareness).
- interdependente Handlungen für nahtlose, zielgerichtete und kohärente Teamarbeit abstimmen (action awareness).
- gemeinsame Handlungspläne entwerfen (goal awareness).
- durch Transparenz in der Entscheidungsfindung Vertrauen und Akzeptanz schaffen (trust awareness).
„Unsere Vision ist, dass wir in fünf Jahren ein internationales Zentrum von 15 bis 20 Wissensträgern weltweit haben. Dort sollen Forschende aus unterschiedlichen Bereichen zusammenarbeiten und Algorithmen, Datensätzen, Versuche, Anforderungen und Regularien international gebündelt zusammenbringen.“
Prof. Dr. rer. nat. Frank Ortmeier
Netzwerk CHIM bringt Kompetenzen erfolgreich zusammen und bündelt Synergien
Die gemeinsame Exzellenzcluster-Initiative ist aus dem schon lange und erfolgreich bestehenden Forschungs- und Innovationsnetzwerk Chemnitz-Ilmenau-Magdeburg (CHIM) hervorgegangen. Jede der drei Universitäten bringt eine spezielle Expertise ein – die TU Chemnitz auf dem Gebiet „Mensch-Maschine-Interaktion und Kognitive Systeme“, die TU Ilmenau im Bereich „Intelligente Sensorik und komplexe Systeme“ und die OVGU Magdeburg im Forschungsfeld „Künstliche Intelligenz und Digital Engineering.
„In einer immer komplexer werdenden Welt ist es von allerhöchster Wichtigkeit, sowohl die eigenen Stärken und Kompetenzen zu schärfen als auch Kooperationen einzugehen, von denen alle Partner profitieren. Wir bringen die Kompetenzen der einzelnen Standorte erfolgreich zusammen, bilden Synergien und entwickeln uns gemeinsam weiter. So ergänzen wir uns perfekt und schaffen neue Möglichkeiten in Forschung und Lehre.“
Prof. Dr. rer. nat. Frank Ortmeier
Aus der erfolgreichen Kooperation ist beispielsweise erst kürzlich der deutschlandweit einzigartige Studiengang AI Engineering – Künstliche Intelligenz in den Ingenieurwissenschaften hervorgegangen, ein interuniversitärer Studiengang von fünf Hochschulen in Sachsen-Anhalt.
Besonderes Augenmerk des Forschungsprojekts liegt auch auf dem Technologie- und Wissenstransfer in regionale und überregionale Unternehmen. Die Ergebnisse sollen exemplarisch zunächst in Applikationen in die Anwendung kommen, in denen robotische Werkzeugmaschinen eine Rolle spielen. Eine Interaktion mit den Bereichen Psychologie und Verhaltensmodellierung soll zudem die Zufriedenheit der menschlichen Teampartner mit dem Prozess und dem Ergebnis gewährleisten.
Netzwerk
Beteiligte:
- Otto-von-Guericke Universität Magdeburg
- Technische Universität Chemnitz
- Technische Universität Ilmenau