Die Menschen im antiken Griechenland haben die Göttin Automatia („Die von selbst Kommende“) angebetet. Zudem haben die Griechen zu jener Zeit Stadtstaaten (Polis) geschaffen mit dem Anspruch „Autonomia“, als eigenständige Einheit zu leben.
Heutzutage nutzen wir damit auf der Reise von der industriellen Automatisierung hin zur industriellen Autonomie also ein Verständnis, welche die Menschen bereits in der Antike geprägt haben. Allerdings steht die Frage im Raum: Wird sich die Prozessanlage von heute zu einer selbstständigen Polis entwickeln?
Die selbst Kommende
War es in der Antike noch “Automatia” als „die selbst Kommende“, so versteht man heute unter Automatisierung eine Abfolge hochstrukturierter, vorprogrammierter Aufgaben, die jeweils menschliche Aufsicht und Eingriff benötigen.
Bei einer typischen automatisierten Applikation misst ein Automatisierungssystem den Ist-Zustand und nimmt Anpassungen vor. Diese sind auf der Grundlage von Menschen programmierter und eindeutiger Regeln definiert. Eine Person überwacht das System und nimmt Änderungen vor. So hängt die Leistung des Systems von den Fähigkeiten des Bedieners ab und menschliche Fehler und Wissensverluste sind folgerichtig nicht auszuschließen.
Auch in einem automatisierten System in der Industrie werden Prozessänderungen von Menschen vorgenommen. Ein autonomes System hingegen entscheidet selbständig, wann es welche Mittel einsetzt, um das Ziel zu erreichen – ohne dass der Mensch in die jeweilige Entscheidung eingreift.
Autonome Systeme basieren auf KI
Ob autonome Systeme einfach nur die logische Weiterentwicklung automatisierter Systeme sind, darüber wird zwischen Informatikern, Data Scientists und Ingenieuren viel diskutiert. Automation folgt vorgegebenen Prozessen, indem sie zwischen eindeutig festgelegten, vorgegebenen Möglichkeiten entscheidet. Auch wenn das sehr komplex sein kann, ist es von selbstbestimmtem Agieren noch weit entfernt. Ein autonomes System ist dabei aber auf jeden Fall mehr als die Summe seiner Einzelteile: Es führt programmierte Vorgänge aus, es reagiert auf Sensorimpulse. Aber es ist eben auch dazu in der Lage, sich an veränderlichen Erfahrungen zu orientieren, also zu lernen. Hier liegt der entscheidende Schritt von der Automatisierung zu autonomen Systemen. Der Unterschied ist also nicht nur in der Wirkungsweise zu finden. Vielmehr beginnt er bereits in der Art und Weise des Engineerings der Systeme.
Jedes autonome System basiert auf KI, der künstlichen Intelligenz. Der Grad an Autonomie eines Systems unterliegt aber nicht nur den technischen Limitierungen der KI. Vielmehr setzen auch rechtliche Rahmenbedingungen und Forderungen nach Datensicherheit entsprechende Grenzen.
Autonomie unterscheidet sich von Automatisierung in Bezug auf einige Feinheiten.
Höhere Wertschöpfung
Natürlich wird es verschiedene Mischzustände oder Autonomiestufen geben. Und der Mensch muss kurz- und mittelfristig am Betrieb beteiligt sein. Menschen werden mit industrieller Automation und autonomen Systemen arbeiten und mit diesen interagieren. Dabei werden sich ihre Rollen allerdings ändern. Schließlich werden sie Tätigkeiten mit höherer Wertschöpfung übernehmen und Produktionsinformationen in Echtzeit nutzen, um bessere und schnellere Entscheidungen zu treffen.
Yokogawa hat den autonomen Betrieb wie folgt definiert
Autonomer Betrieb: Anlagen und Operationen haben menschenähnliche Lern- und Anpassungsfähigkeiten. Diese ermöglichen es ihnen, ohne Eingreifen des Bedieners auf Situationen innerhalb eines sicheren, begrenzten Bereichs zu reagieren, die nicht vorprogrammiert oder im Design vorgesehen sind. Sie sind verantwortlich für alle sicherheitskritischen Funktionen.
Wird die Prozessanlage zur Polis?
Eine noch so hoch automatisierte Prozessanlage wird dabei nie aus sich heraus autonom funktionieren. Der Einsatz von Algorithmen bzw. künstlicher Intelligenz hat schon vereinzelt Einzug in der Produktion genommen – allerdings außerhalb der Automatisierungspyramide.
Ein direkter Einstieg in den autonomen Betrieb ist sehr schwierig zu realisieren. Deshalb definiert Yokogawa eine schrittweise Annäherung an den autonomen Betrieb.
Ab wann können wir dann von einer selbstständigen Prozessanlage sprechen, einer Polis? Oder werden die KI-Lösungen nur die Automatisierung ergänzen? Vielleicht ist auch der Begriff einer Polis auf eine Prozessanlage zu isoliert definiert und die tatsächlich selbstständige Produktion ergibt sich durch die symbiotische Autonomie. Hierzu mehr im nächsten Blog-Artikel unserer Reihe.
Begleiten Sie uns hier auf diesen Blog mit weiteren Themen zur digitalen Transformation in der Prozessindustrie.
Lesen Sie als nächstes über die einzelnen Stufen von der industriellen Automatisierung bis zur industriellen Autonomie.
