PTB-Mitteilungen 4/2017: Metrologie für die Digitalisierung von Wirtschaft und Gesellschaft

 

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PTB-Mitteilungen 4/2017: Metrologie für die Digitalisierung von Wirtschaft und Gesellschaft

Metrology for the Digitalization of the Economy and Society
ISBN: ISSN 30834X   |   Erscheinungsjahr: 2018    |    Auflage: 1
Seitenzahl: 108   |    Einband: Broschur    |    Gewicht: 373 g
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Die Digitalisierung ist ein Transformationsprozess, der in zunehmendem Maße alle Aspekte von Industrie, Wirtschaft und Gesellschaft betrifft. Das Grundkonzept der digitalen Transformation unterscheidet sich vom technischeren Begriff der Digitalisierung dadurch, dass sie nicht bei der Übersetzung von Analogwerten in digitale Einheiten aufhört. Stattdessen werden die digitalen Entitäten als Ausgangspunkt für komplexe und innovative Technologien genutzt. So betonte Prof. Wahlster, Direktor des DFKI und Erfinder des Begriffs „Industrie 4.0“, bei einem kürzlich durchgeführten Industrie-Workshop, dass Unternehmen, die den reinen Digitalisierungsprozess noch nicht abgeschlossen haben, bereits abgehängt seien. Einige Aspekte der digitalen Transformation führen zu disruptiven Veränderungen mit unmittelbaren Konsequenzen für etablierte Prozesse, Geschäftsmodelle und sogar ganze Branchen. Andere führen zu einem langsamen Paradigmenwechsel, zum Beispiel hin zu datenorientierten Geschäftsmodellen und vernetzten Geräten, die auf Cloud-Computing und Cloud-Speicherlösungen basieren. Bis zu einem gewissen Grad wurden im Grunde viele der heute diskutierten Themen schon vor Jahrzehnten in ähnlicher Weise betrachtet. Zum Beispiel finden sich Konzepte aus dem Bereich der Computerintegrierten Fertigung (CIM) oder der sogenannten „Fabrik der Zukunft“ bereits in verschiedener Literatur aus den 1980er Jahren. Die heutige Digitalisierung unterscheidet sich jedoch deutlich von diesen Konzepten und ihrer Realisierung. Insbesondere das Konzept von CIM, das auf Fabriken abzielt, die ausschließlich von Robotern und Computern verwaltet und betrieben werden, unterscheidet sich von den heutigen Zielen. Heute geht es nicht darum, den Menschen vom Herstellungsprozess zu entfernen, sondern ihn kollaborativ zu unterstützen und die Herstellung individualisierter und intelligenter Produkte zu ermöglichen. Ein weiterer großer Unterschied der heutigen digitalen Transformation ist die Verfügbarkeit kostengünstiger vielseitiger Sensoren und Aktuatoren, flexibler Computergeräte und Computernetzwerk- und Kommunikationslösungen. Ein Beispiel dafür, wie die Verfügbarkeit von Technologien bestehende Ideen zu konkreten Lösungen macht, ist das Gebiet des maschinellen Lernens auf der Grundlage künstlicher neuronaler Netze: Die zugrundeliegende Theorie ist ziemlich alt, konnte aber aufgrund der mangelnden Rechenleistung, die für eine effiziente Umsetzung in großem Maßstab notwendig ist, nicht realisiert werden. Heutzutage ist Computerspeicher vergleichsweise billig, spezielle Hardware für umfangreiches paralleles Rechnen ist sogar auf Smartphones verfügbar und aufgrund der großen Anzahl von Informationsquellen und deren Verknüpfung sind große Datenmengen verfügbar. Mit diesen Technologien sind neue Inkarnationen neuronaler Netze und maschinelles Lernen wie „Deep Learning“ möglich geworden und revolutionieren etablierte Ansätze. Beispiele dafür sind intelligente Chat-Bots für den Kundensupport, Betrugserkennung für Kreditkarten und Computernetzwerke oder vorausschauende Wartung in der Fertigung. Darüber hinaus wären mehrere Neuentwicklungen ohne digitale Technologien nicht möglich. Ein gutes Beispiel ist das autonome Fahren: Die Kombination aus verbesserter und neuer Messtechnik einerseits und effizienten maschinellen Lernmethoden andererseits ermöglichen Echtzeit-Entscheidungen auf der Grundlage komplexer Sensorfusions- und Klassifikationsmethoden. Und der nächste große Schritt in der Digitalisierung kommt bereits auf uns zu und wird sehr wahrscheinlich auf Quantentechnologien, 5G-Kommunikationssystemen und dem exponentiellen Wachstum von physikalischen Geräten im „Internet der Dinge“ (IoT) basieren. Voraussetzung für die Akzeptanz und nachhaltige Umsetzung aller oben genannten innovativen Technologien ist das ausreichende Vertrauen in ihre Sicherheit und Zuverlässigkeit. Dies ist eine herausfordernde Aufgabe und benötigt umfangreiche Forschung und Entwicklung in Messtechnik, Datenanalyse und Informationssicherheit. Insbesondere Metrologieinstitute bilden den Anker in der Schaffung von Vertrauen in Messergebnisse und sind dementsprechend aufgefordert diese Probleme anzugehen. Die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) stellt sich den Herausforderungen der Digitalisierung und wird eine nachhaltige digitale Transformation der Metrologie vorantreiben, um sie zu einer Innovationsquelle in der Digitalisierung von Industrie und Gesellschaft etablieren. Die Entwicklungsbereiche der PTB in der Digitalisierung beinhalten unter anderem: Referenzarchitekturen für das gesetzliche Messwesen; der digitale Kalibrierschein; Metrologie für 5G-Technologien; Unsicherheiten bei großen Datenmengen und beim maschinellen Lernen; Sensornetzwerkmetrologie; Messtechnik für Simulationen und virtuelle Messungen. Intern basieren diese Entwicklungen auf einer umfassenden Digitalisierung zu effizienten digitalen Dokumenten- und Datenmanagementsystemen, digitalen Kundenplattformen, Forschungsdatenmanagementprozessen und werden durch neue interdisziplinäre Forschungsteams unterstützt. In dieser Ausgabe der PTB-Mitteilungen wird der aktuelle Digitalisierungsstrategiebericht der PTB in deutscher und englischer Übersetzungen präsentiert. Sie werden begleitet von Artikeln von PTB-Wissenschaftlern, die spezifische Forschungsgebiete in den neuen Schwerpunktbereichen vorstellen. Ich hoffe, Ihnen gefällt diese Ausgabe mit einer Übersicht der PTB-Aktivitäten im Bereich der Digitalisierung und würde mich sehr über Ihr Feedback zum Thema digitale Transformation und die Rolle der Metrologieinstitute darin freuen. Mit freundlichen Grüßen Sascha Eichstädt Arbeitsgruppe „Koordination Digitalisierung“

127. Jahrgang, Heft 4, 2017