Von KI bis Kreislaufwirtschaft: Wie digitale Technologien nachhaltige Wertschöpfung neu definieren

KI Service - Industrie 4.0

Von Nils Klute, IT-Fachredakteur und Projektmanager Kommunikation Cloud Services bei EuroCloud Deutschland_eco e.V.

Recycling fördern, nachhaltiger fertigen und Anlagen reparieren – auf den Tagen der digitalen Technologien stellten Förderprojekte vom Bundeswirtschaftsministerium wie Service-Meister jetzt ihre Arbeit vor. Wie künstliche Intelligenz, Daten und Gaia-X Unkraut jäten, Ernten sichern und die Kreislaufwirtschaft realisieren.

Plötzlich war das Wasser da. Die Katastrophe im Ahrtal ist Deutschland im Gedächtnis geblieben. Nicht nur, weil sie Leben gefordert und eine komplette Region verändert hat, sondern auch, weil es alle hätten besser wissen können: Wetterdienste warnten im Voraus, informierten Rathäuser und Feuerwehren über mögliche Pegelstände. Die Folgen sind heute bekannt. Wie sich derartige Gefahren besser erkennen und abwehren lassen, daran arbeitet das Projekt SPELL. Egal, ob globale Pandemien, flächendeckente Stromausfälle oder großräumige Überflutungen wie im Sommer 2021 – über Künstliche Intelligenz (KI) und Daten sollen Feuerwehren, Krankenhäuser, Behörden und Leitstellen Großschadensereignisse besser in den Griff bekommen. „Maßnahmen sollen sich digital koordinieren lassen, um Hilfe genau dorthin zu bringen, wo sie am dringendsten gebraucht wird“, sagte Alexander Firyn von SPELL. Auf den Tagen der digitalen Technologien vom Bundeswirtschaftsministerium (BMWK) stellten die Konsortien vieler Förderprojekte jetzt ihre Arbeit vor.

KI jätet Unkraut, sichert Ernten und hält Äcker feucht

KI und Daten als Retter in der Not. Nicht anders soll die Landwirtschaft mit der Technologie arbeiten. Agri-Gaia möchte die Art und Weise, wie Bäuer:innen ihre Äcker bestellen, revolutionieren. Dazu integriert das Projekt Daten aus unterschiedlichen Quellen, stellt Algorithmen bereit und macht beides standardisiert austauschbar. Welche Vorteile das bietet: „Bauern düngen nicht mehr länger pro Feld, sondern pro Pflanze“, sagte Prof. Dr. Oliver Zielinski von Agri-Gaia. Was Ressourcen schont, schützt zudem Umwelt und Grundwasser. Auch Unkraut lässt sich mit KI besser jäten. Statt Äcker komplett umzugraben, steuern intelligente Algorithmen Pflüge genau dorthin, wo es nötig ist. Warum das Sinn macht: „Bleibt die Kruste unversehrt, trocknen Böden langsamer aus“, sagte Zielinski. Ein Fakt, der in immer heißeren Sommern mit immer weniger Regen Ernten sichert. 50 Prozent der Fläche Deutschlands sind Ackerland.

Roboter lernen voneinander: Statt Daten KI-Modelle austauschen

Mit weniger Ressourcen mehr erreichen – was die dafür nötigen smarten Produkte und intelligenten Services noch viel zu oft ausbremst: „Fehlende Daten“, sagte Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Maaß von QUASIM und SPAICER. „Bislang fließen Informationen selbst zwischen langjährigen Geschäftspartnern in etablierten Wertschöpfungsnetzwerken nur zögerlich.“ Auf welche Weise sich das lösen lässt, zeigt FLAIROP: Im Projekt lernen so genannte Pick-and-Place-Roboter, wie sie bekannte oder unbekannte Objekte sicher erkennen und robust greifen können. Egal, ob Kartons, Plastiktüten oder lose gepackte Einzelteile – damit das den mechanischen Helfern schneller und besser gelingt, teilt das deutsch-kanadische Konsortium statt Daten trainierte Modelle über Federated Learning. „Die Roboter tauschen ihr Know-how übergreifend aus“, sagte Jan R. Seyler von FLAIROP: „Und das, um nicht nur von den eigenen Erfahrungen zu lernen, sondern vom Wissen anderer Roboter.“ Selbstlernende und sich selbst optimierende Algorithmen machen es möglich.

KI präzisiert Wetterprognosen und schöpft regenerative Energiepotenziale aus

Was smarte digitale Technologien darüber hinaus möglich machen: Sie machen das Leben grüner, indem sie beispielsweise Wetterprognosen verbessern. „Prognosen, die wichtig sind, um die Potenziale regenerativer Energien optimal auszuschöpfen“, sagte Prof. Dr. Roland Potthast von CONTRAILS. Das Projekt zielt darauf ab, KI-Methoden und physikalische Modelle zu entwickeln, um hohe Wolken und Kondensstreifen besser vorhersagen zu können. Denn: „Der Luftverkehr wirkt sich auf das Klima aus.“ Wer die Zusammenhänge besser versteht, präzisiert Wetterprognosen und optimiert Flugrouten.

Was smarten digitale Technologien dagegen bislang nicht gelingen will: „Wer wie ich dieser Tage eine Grundsteuererklärung abgeben hat, weiß, wie aufwändig das sein kann“, sagte Michael Kellner, parlamentarischer Staatssekretär beim BMWK. Denn zwar liegen die meisten dafür notwendigen Daten in Ämtern und Ministerien vor. „Aber wir müssen die Bürger:innen noch bitten, sie von Hand für uns zusammenzutragen.“ Was fehlt sind digitale Identitäten, die – wie etwa beim ELSTER-Zertifikat für die Steuererklärung – bei derartigen Anliegen helfen und Informationen elektronisch fließen lassen.

Kreislaufwirtschaft mit Gaia-X: Recycling fördern und nachhaltiger fertigen

Notlagen beherrschen, Roboter trainieren, Ernten sichern und Verwaltungsaufwand reduzieren – wenn Daten in industriellem Maßstab sicher, vertrauensvoll, transparent und souverän fließen, dann können digitale Technologien sogar weit mehr als all das leisten: Gaia-X wird nicht nur ökonomische Effekte freisetzen, sondern ökologische. „Die verteilte und vernetzte Dateninfrastruktur macht die Kreislaufwirtschaft real“, sagte Dr. Susanne Guth-Orlowski von IDunion. Dazu hat Konsortialpartner Spherity eine Lösung entwickelt, mit der sich beispielsweise der Batteriemarkt auf die Zirkularökonomie ausrichten lässt. „Über die Gaia-X Federation Services realisieren wir den digitalen Produktpass.“ Zertifikate lassen sich erstellen und verifizieren, um Gesetze einzuhalten, Ressourcen zurückzuverfolgen und Arbeitsbedingungen in Lithiummienen nachweislich zu dokumentieren: „Anwendende setzen so die Batterieverordnung der Europäischen Union um, fördern das Recycling und fertigen nachhaltiger“, sagte Guth-Orlowski.

Fachkräftelücken schließen und Maschinen reparieren mit KI

Daten industriell, vorbehaltlos und übergreifend austauschen – nicht anders bei Service-Meister: „Über KI und Daten kommt der Mittelstand mit digitalen Produkten ins Geschäft“, sagte Hauke Timmermann vom KI-Projekt. Dazu hat Service-Meister ein Ökosystem für den technischen Service im Zeitalter von Industrie 4.0 entwickelt. Das Ziel: Digitale Ratgeber, Chatbots, Augmented Reality-Anwendungen und Apps sollen Techniker:innen helfen und sie darüber hinaus für komplexe Aufgaben befähigen. „So schließen KI-Werkzeuge Fachkräftelücken“, sagte Timmermann. Aktuell bereitet das Konsortium ein Weiterbildungsangebot vor, das KI über E-Learnings, Open-Source-Curriculum und Train-the-Trainer-Programm in den Mittelstand bringt. Zudem starten Unternehmen mit dem KI-Einstiegsplaner von Service-Meister in die Technologie. Was auch da nicht fehlen darf: „Gaia-X“, sagte Timmermann, „wir brauchen es und richten unsere Arbeit schon heute darauf aus.“

Software kein Appendix: Mindset der Menschen nicht umprogrammierbar

Sich bereits heute auf Anforderungen von morgen ausrichten: ein Talent, das in hiesigen Firmenzentralen bislang selten ist. „Stahl, Kohle und Elektrizität – Software war in der Industrie immer nur ein Anhängsel“, sagte Maaß. Dabei definieren intelligente Applikationen, digitale Identitäten und datenbasierte Dienste die Wertschöpfung neu. Maaß: „Eine Anwendung lässt sich leicht umprogrammieren, das Mindset der Menschen jedoch nicht.“ Mehr als 600 Gäste nahmen vom 29. und 30. August an der Kongressmesse in Berlin teil.


Dieser Artikel hat Ihnen gefallen? Dann abonnieren Sie unseren Newsletter und erhalten Sie regelmäßige Updates zu ähnlichen Themen und zum Projekt Service-Meister und diskutieren Sie mit uns zu diesem und ähnlichen spannenden Themen in unserer LinkedIn Gruppe.