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Selbstlernende Systeme als Werkzeuge für Alle

Ein internationales Expertenteam aus KI-Forschern, Mathematikern, Data Scientists und Informatikern entwickelt im Volkswagen Data Lab München selbstlernende Algorithmen.

Prof. Dr. Patrick van der Smagt leitet die KI-Grundlagenforschung im Volkswagen Data Lab München.

Lässig lächelnd nimmt Prof. Dr. Patrick van der Smagt auf der bunten start-up-Sofa-Ecke Platz. Mit seinem leicht graumelierten Bart, dem aufgeknöpften Polohemd und der eleganten Panto-Brille wirkt der niederländische Wissenschaftler nicht sonderlich bedrohlich. Er ist skeptische Fragen gewohnt: „Sie forschen auf dem Gebiet der künstlichen Intelligenz (KI): Könnte das schlussendlich nicht zur Entwicklung eines globalen Supercomputers mit eigenem Bewusstsein führen?“ Der Professor schmunzelt: „Ich kann Sie beruhigen. Unsere Arbeit soll dem Menschen dienen. Das ist keine Science-Fiction, sondern Wissenschaft. Wir haben die Zukunft der Industrie fest im Blick.“

Mathematische Formeln bilden die Grundlage für selbstlernende Systeme.

Van der Smagt leitet die KI-Forschung im Volkswagen Data Lab München. Sein Werdegang ist beeindruckend: Nach einem Informatik- und Philosophie-Studium an der Universität von Amsterdam trieb er über viele Jahre die Robotik- und Bionik-Forschung beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt voran. Im Jahr 2012 schlug van der Smagt dann eine akademische Laufbahn an der TU München ein: als Professor für biomimetische Robotik und maschinelles Lernen. Vier Jahre später folgte der Schritt in die Industrie zum Volkswagen Data Lab. Seitdem betreibt er mit seinem Team Grundlagenforschung auf dem Gebiet der künstlichen Intelligenz. Das Ziel: Selbstlernende Systeme zu entwickeln, die Beschäftigten aller Volkswagen Marken dabei unterstützen, besser und effizienter zu arbeiten.

„Dafür schreiben wir Algorithmen, die Unternehmensprozesse analysieren und automatisiert Entscheidungen treffen, zum Beispiel im Einkauf, im Marketing oder bei der Preisermittlung von Ersatzteilen. Das klingt nach Magie, ist aber im Grunde nichts anderes als Mathematik.“

Prof. Dr. Patrick van der Smagt
Mathematik ist die universelle Sprache des internationalen Data Lab Teams.

Neben dem Team von Grundlagenforschern beschäftigt das Data Lab München einen ganzen Reigen an KI-Informatikern und Data Scientists. Rund 50 Mitarbeiter aus 15 Nationen sind für das Innovationszentrum im Münchner Norden tätig, bis Ende 2018 wird das Data Lab auf 70 hochqualifizierte Mitarbeiter anwachsen. In seinem vierjährigen Bestehen hat das KI-Kompetenzzentrum bereits über 120 konkrete Projekte abgeschlossen und ein 300 Millionen Euro schweres Einsparpotential identifiziert, das dank künstlicher Intelligenz bei der Volkswagen Group gehoben werden könnte.

Künstliche Intelligenz schafft Freiräume

Martin Hofmann, IT-Leiter der Volkswagen Group, macht den konkreten Nutzen von künstlicher Intelligenz an einem Beispiel fest: „Anfangs stand eine Frage im Raum: Lässt sich menschliches Verhalten modellieren? Um dies zu beantworten, haben wir uns verschiedene Berufsgruppen im Konzern angeschaut. Viele Mitarbeiter folgen einem genauen Regelwerk, gepaart mit gesundem Menschenverstand.“ Tatsächlich kann man fest definierte Regeln relativ einfach mathematisch abbilden. Doch wie verhält sich die künstliche Intelligenz bei Unvorhergesehenem, wenn zum Beispiel die Beschaffung eines Ersatzteils nicht mehr in den vordefinierten Budgetrahmen passt, aber ohne dieses Teil eine ganze Fabrik zum Stehen kommen könnte? „Menschen wissen solche Situationen besser einzuschätzen als Maschinen. Aber der Algorithmus hat andere Stärken. Er kann große Datenmengen und Faktoren besser auswerten als der Mensch. Denn das System ist schneller, systematischer und ermüdungsfrei. Der Mensch wiederum erhält fundierte Informationen, die er für strategische Entscheidungen nutzen kann,“ so Hofmann. Künstliche Intelligenz ist im Grunde nichts anderes als ein Werkzeugkasten. Sie kann die Beschäftigten der Volkswagen Group bei bestimmten Aufgaben entlasten, ihnen noch bessere Entscheidungsgrundlagen liefern und Freiraum für neue Aufgaben schaffen.

Die Data Scientists entwickeln Algorithmen die menschliches Verhalten modellieren.

Mit dieser Einschätzung bringt Dr. Martin Hofmann die KI-Philosophie von Volkswagen auf den Punkt: Der Konzern verfolgt auf diesem Gebiet einen klaren Ansatz: KI soll den Menschen nicht ersetzen, sondern ihn mittels intelligenter Algorithmen bei anstrengenden Analysetätigkeiten entlasten und so Freiräume für strategische Überlegungen und Entscheidungen schaffen. „Das Data Lab München fördert mit seiner Arbeit die kognitive Ergonomie im Volkwagen Konzern“, so Hofmann. Zum Vergleich: Vor einigen Jahrzehnten wurden erste Roboter eingeführt, um schwere körperliche Tätigkeiten in den Fabriken zu übernehmen. Genauso verhält es sich heute mit der künstlichen Intelligenz:

Die Algorithmen aus dem Münchner Data Lab ersparen vielen Mitarbeitern die aufwendige Auswertung von Daten. Dafür können Sie sich Aufgaben widmen, die eine höhere Wertschöpfung versprechen.

Kampf der Sisyphusarbeit

Barbara Sichler leitet das Project Development im Volkswagen Data Lab München.

Die Österreicherin Barbara Sichler, Head of Project Development im Data Lab München, bringt noch ein weiteres Anwendungsbeispiel für künstliche Intelligenz im Unternehmen ins Spiel: „Die Preisfindung von Ersatzteilen war bislang ein sehr mühseliger Prozess“. Tatsächlich hält die Volkswagen Group eine halbe Millionen Ersatzteile vor, die in rund 150 Märkten verkauft werden. Jeder Markt ist anders: „So unterscheiden sich zum Beispiel die Kosten für einen Scheibenwischer teilweise deutlich, je nachdem, ob er in Italien oder den USA verkauft wird. Daraus ergibt sich ein multidimensionales Optimierungsproblem für unsere Mitarbeiter. Sie müssen die Märkte genau beobachten: Entwicklung des Bruttosozialprodukts, des Preisniveaus, der Wettbewerbssituation. Eine Sisyphusarbeit, die für Menschen mittlerweile in ihrer Komplexität fast unlösbar ist. Doch jetzt haben wir Algorithmen entwickelt, die lernen, wie sich Preise entwickeln, Preise vorhersagen und beobachten, wie sich der Absatz verändert. Unsere Experten in der Preisplanung erhalten damit fundierte Auswertungen, die sie für ihre strategischen Entscheidungen nutzen können“, erklärt Sichler.

Für Dr. Martin Hofmann, IT-Chef der Volkswagen AG, ist künstliche Intelligenz ein Schlüssel für die Digitalisierung des Konzerns.

Eine faszinierende Entwicklung. Doch öffnen die Informatiker des Data Labs damit nicht die Büchse der Pandora? Kann ausgeschlossen werden, dass künstliche Intelligenz eines Tages den Menschen übertrumpft? Patrick van der Smagt bleibt optimistisch: „Als Wissenschaftler schließe ich nichts aus. Schließlich fliegen wir heute um die Welt, obwohl der Mensch nicht fliegen kann. Wir haben Autos entwickelt, die sich schneller bewegen als ein Mensch laufen kann. Computer spielen sogar besser Schach als wir. Aber all diese Technologien haben der Menschheit nur Fortschritte gebracht.“ Zudem habe sich in der KI-Forschungsgemeinschaft ein System der Selbstkontrolle etabliert. Bedeutende Fortschritte ließen sich heutzutage nur im Konsortium erzielen, weshalb das Volkswagen Data Lab auch all seine Ergebnisse veröffentliche. Dr. Martin Hofmann erklärt die Beweggründe hinter diesem Open-Source Ansatz: „Wir können unsere Algorithmen nur weiterentwickeln, wenn wir Sie auf dem Markt verfügbar machen. Das bietet einen wichtigen Vorteil: Indem wir unsere Grundlagenforschung transparent machen, werden wir Teil der Community. Und zugleich zeigen wir als Unternehmen: Wir haben nichts zu verbergen, wir arbeiten nicht hinter verschlossenen Türen an KI. Wir lernen, geben dafür aber etwas zurück. Als Industrieunternehmen hat Volkswagen reale Daten und praktische Anwendungsfälle zu bieten. So können akademische Theorien Praxistests unterzogen werden.“ Damit ist das Data Lab München auch Volkswagens Eintrittskarte in die wunderbare Welt der künstlichen Intelligenz.