Prof. Dr. Michael Feindt, Quelle: Blue Yonder

Künstliche Intelligenz – mehr als eine Wissenschaft

Publiziert

Data Science ist mittlerweile ein fester Bestandteil der strategischen Planung in vielen Unternehmen. Um künftige Entwicklungen realistisch zu planen, brauchen wir Künstliche Intelligenz (KI) und Maschinelles Lernen (ML). Insbesondere im Einzelhandel vertrauen immer mehr grosse Player auf KI-Lösungen, die präzise Prognosen ermöglichen und zum Beispiel Bestände oder Preise optimieren. Doch viele Entscheidungsträger glauben noch nicht daran, dass KI in den Lieferketten der Zukunft eine tragende Rolle spielen wird. Der Grund hierfür liegt in einer falschen Sicht auf die Wissenschaft.

Viele Menschen sind der Meinung, dass Wissenschaft immer zu 100-prozentiger Gewissheit führt. Wir haben viele Beobachtungen um uns herum wie etwa Bewegungen von Sternen und Körpern in der täglichen Umgebung als durch wissenschaftliche, in diesem Falle physikalische, Prinzipien erklärbar akzeptiert (obwohl die Mehrheit sie nicht verstanden hat). Diese Erkenntnisse schaffen Vertrauen und liefern uns eine stabile Basis zum Leben. Jede dieser Gewissheiten ist das Ergebnis von Millionen von Beobachtungen, wissenschaftlichen Hypothesen, Gegenbeispielen und sonstigen Parametern. Anders als allgemein angenommen, kann uns die Wissenschaft aber nicht bei jeder Frage immer absolute Gewissheit garantieren. Sowohl in der subatomaren Physik als auch in vielen komplexen Systemen kann man – aus unterschiedlichen Gründen – die Zukunft oft nur kurzfristig und mit Unsicherheiten vorhersagen, wie zum Beispiel beim Wetter. Auch in vielen Anwendungen der Datenwissenschaft ist die individuelle Prognosefähigkeit begrenzt, die optimale Prognose ist eine möglichst individualisierte und möglichst scharfe Wahrscheinlichkeit für jede mögliche Zukunft. Naturwissenschaftler und Statistiker kennen die Grenzen der Vorhersagbarkeit, während Laien oft denken, dass die Wissenschaft alles im Prinzip mit 100 Prozent Genauigkeit berechnen und prognostizieren kann.

Dabei besteht ein signifikanter Unterschied zwischen deterministischer und probabilistischer Wissenschaft. Bei ersterer wird immer nach einer endgültigen Antwort gesucht – nach Regeln, die eine Beobachtung zu 100 Prozent verifizieren und sich mit Sicherheit beweisen lassen. Dafür gibt es unzählige Beispiele wie etwa jeden Pendelausschlag, den täglichen Sonnenaufgang, magnetische Phänomene oder die Schwerkraft. Physiker haben entsprechende Formeln entdeckt, die alle Beobachtungen zuverlässig beschreiben. Zum Beispiel können wir mit der Erfindung des Fallschirms immer noch wissenschaftlich sicher sein, dass ein Mensch auch beim Fall aus grosser Höhe auf gesunde Weise wieder auf den Erdboden gelangt. Es sind allerdings nur relativ einfache und isolierbare Prozesse, bei denen das funktioniert.

100-prozentige Genauigkeit wird nie erreicht
Die überwiegende Mehrheit der Wissenschaft ist jedoch nicht deterministisch, sondern probabilistisch. Auch hier versuchen wir, mit so vielen Beobachtungen wie möglich unser Wissen über Trends, Muster und Gesetzmässigkeiten zu erweitern, und sie in Form von Wahrscheinlichkeitsverteilungen zu prognostizieren. Aber in den meisten Fällen erreichen wir als Ergebnis nicht annähernd eine Genauigkeit von 100 Prozent. Es gibt einfach zu viele Faktoren, die für sichere Erkenntnisse berücksichtigt werden müssten, wie die Geschwindigkeit einzelner Luftmoleküle, von denen es aber Abermilliarden gibt und die wir nie alle gleichzeitig messen können. Wichtig ist es, die Unterscheidung zwischen diesen beiden wissenschaftlichen Prinzipien zu überwinden. Wir Menschen glauben so sehr an die deterministische Komponente und suchen immer nach der 100-prozentigen Sicherheit. Der meiste technologische Fortschritt (beispielsweise Halbleiter, Computer, Mobiltelefone) beruht jedoch auf wissenschaftlich nur durch Wahrscheinlichkeiten beschreibbaren Phänomenen.  

Ein plakatives Beispiel ist die Impfung gegen Covid-19: Erfahren die Menschen, dass die von der Wissenschaft angebotene Lösung nicht zu 100 Prozent wirkt, entscheiden sich viele dagegen – obwohl die Impfung eine viel bessere Alternative zu einer Corona-Erkrankung bildet. Weit weniger gravierend ist die Entscheidungsfindung im Einzelhandel. Dennoch kann im geschäftlichen Sinn die Nichtimplementierung von Machine Learning (ML) schwerwiegende Folgen nach sich ziehen. So können Ungenauigkeiten bei Beschaffungsprozessen und der Bestimmung von Lagerbeständen massive Nachteile hinsichtlich der Umsätze, Logistikprozesse, Umweltaspekte und der Reputation eines Unternehmens verursachen – während der Wettbewerb ebendiese Parameter optimiert.

Fazit
ML beruht auf den gleichen Prinzipien, aus denen wir wissenschaftliche Erkenntnisse gewinnen, Phänomene prognostizieren und die Zukunft zu unserem Nutzen beeinflussen können. Meist werden diese ,,nur“ durch Wahrscheinlichkeiten quantifiziert. Je mehr valide Daten vorliegen, desto verlässlicher kann der Algorithmus statistisch signifikante Vorhersagen treffen. Doch eines ist sicher: Sobald Beobachtungen (historische Daten) (mathematisch korrekt) genutzt werden, erreichen Prognosen eine deutlich höhere Genauigkeit als menschliche Einschätzungen – die oft vorurteilsgetrieben sind. Zu 100 Prozent präzise Vorhersagen wird es jedoch niemals geben. Denn Menschen haben einen freien Willen, Trends ändern sich, Milliarden von Umwelteinflüssen sind schwer mess- und vorhersehbar und wirtschaftliche wie politische Faktoren unterliegen einem kontinuierlichen Wandel. Während wir Menschen kaum mit diesem Ausmass an Veränderungen Schritt halten, geschweige denn statistisch korrekte Vorhersagen in Echtzeit treffen können, ist ML hierzu in einem gewissen Mass durchaus in der Lage. Dennoch kann die Technologie keine Wunder bewirken, sie bringt uns aber der realistischen Vorhersage der Zukunft einen entscheidenden Schritt näher und schafft damit einen entscheidenden Vorteil.

EVENTS

VALVE WORLD EXPO

Weltweite Leitmesse für Industrie-Armaturen

Datum: 29. November-01. Dezember 2022

Ort: Düsseldorf (D)

W3+ Fair Rheintal

Europas führende Plattform für Hightech-Innovationen

Datum: 30. November-1. Dezember 2022

Ort: Dornbirn (A)

Hardware

Schweizer Fachmesse für Werkzeuge und Eisenwaren

Datum: 08.-10. Januar 2023

Ort: Luzern (CH)

SMIDEX Suisse

Cyber Security, physische Sicherheits-Systeme & IT Infrastruktur

Datum: 25.-26. Januar 2023

Ort: Zürich (CH)

Swiss Plastics Expo

Schweizer Fachmesse Kunststoffindustrie

Datum: 17.-19. Januar 2023

Ort: Luzern (CH)

Empack Schweiz

The Future of Packaging Technology

Datum: 25.-26. Januar 2023

Ort: Zürich (CH)

LOGISTICS & AUTOMATION

Schweizer Fachmesse für Logistik und Transport

Datum: 25.-26. Januar 2023

Ort: Zürich (CH)

BAUMAG Baumaschinen Messe

Schweizer Fachmesse für Baumaschinen, Baugeräte und Werkzeuge

Datum: 26.-29. Januar 2023

Ort: Luzern (CH)

glug.swiss

Der neue Treffpunkt für Bier- und Getränkeproduzierende | vom Profi bis zum Selbstvermarkter

Datum: 02. - 03. Februar 2023

Ort: Alte Reithalle Aarau (CH)

Filtech

Internationale Fachmesse für Filter- und Trenntechnologie

Datum: 14.-16. Februar 2023

Ort: Köln (D)

LOPEC

International führende Fachmesse mit Kongress für Gedruckte Elektronik

Datum: 01.-02. März 2023

Ort: München (D)

intec

Internationale Fachmesse für Werkzeugmaschinen, Fertigungs- und Automatisierungstechnik

Datum: 07.-10. März 2023

Ort: Leipzig (D)

GrindTec

Internationale Fachmesse für Werkzeugbearbeitung und Werkzeugschleifen

Datum: 7.-10. März 2023

Ort: (D)

Z

Internationale Zuliefermesse für Teile, Komponenten, Module und Technologien

Datum: 7.-10. März 2023

Ort: Leipzig (D)

Innoteq

Schweizer Fachmesse der Fertigungsindustrie

Datum: 07.-10. März 2023

Ort: Bern (CH)

Global Industrie

Midest - smart Industries - Industrie - Tolexpo - die weltweit grössten Fachmessen für die Industriezulieferwirtschaft

Datum: 07.-10. März 2023

Ort: Lyon (F)

Fastener Fair

Internationale Fachmesse für die Verbindungs- und Befestigungsbranche

Datum: 21.-23. März 2023

Ort: Stuttgart (D)

emv

Internationale Fachmesse mit Workshop für Elektromagnetische Verträglichkeit

Datum: 28.-30. März2023

Ort: Stuttgart (D)

DST

Messe für Zerspanungstechnik

Datum: 29.-31. März 2023

Ort: Villingen-Schwenningen (D)

Hannover Messe

TRANSFORMING INDUSTRY TOGETHER

Datum: 17.-21. April 2023

Ort: Hannover (D)

LogiMat

Internationale Fachmesse für Intralogistik

Datum: 25.-27. April 2023

Ort: Stuttgart (D)

interpack

Führende Messe für Prozesse und Verpackung

Datum: 04.-10. Mai 2023

Ort: Düsseldorf (D)

SENSOR + TEST

Internationale Fachmesse für Sensorik, Mess- und Prüftechnik

Datum: 09.-11. Mai 2023

Ort: Nürnberg (D)

Control

Internationale Fachmesse für Qualitätssicherung

Datum: 09.-12. Mai 2023

Ort: Stuttgart (D)

LABVOLUTION

Als europäische Fachmesse für innovative Laborausstattung und die Optimierung von Labor-Workflows bildet die LABVOLUTION das gesamte Spektrum der Laborwelt ab und zeigt neue Wege für Anwenderbranchen auf.

Datum: 09.-11. Mai 2023

Ort: Messegelände Hannover (D)

MedtecLIVE with T4M

Fachmesse für die gesamte Wertschöpfungskette der Medizintechnik

Datum: 23.-25. Mai 2023

Ort: Nürnberg/Stuttgart (D)

NEWCAST

Internationale Fachmesse für Gussprodukte mit Newcast Forum

Datum: 12.-16. Juni 2023

Ort: Düsseldorf (D)

Moulding Expo

Internationale Fachmesse Werkzeug-, Modell- und Formenbau

Datum: 13.-16. Juni 2023

Ort: Stuttgart (D)

MedTech Summit

Kongress technologie- und marktrelevanten Themen aus der Medizintechnik- und Gesundheitsbranche

Datum: 19.-23. Juni 2023

Ort: Brussels, Belgium (D)

LASER World of PHOTONICS

Weltleitmesse für Komponenten, Systeme und Anwendungen der Photonik

Datum: 27.-30. Juni 2023

Ort: München (D)

Additive Manufacturing Forum

Die Entscheider- und Expertenkonferenz bringt das gesamte Wertschöpfungssystem rund um die additive Fertigung zusammen.

Datum: 4.-5. Juli 2023

Ort: Berlin (D)

SINDEX

Schweizer Messe für industrielle Automatisierung

Datum: 05.-07. September 2023

Ort: Bern (CH)

AM Expo

Fachmesse und Symposium: Inspiration, Weiterbildung und Netzwerk

Datum: 12.-13. September 2023

Ort: Luzern (CH)

Swiss Medtech Expo

Fachmesse und Symposium: Inspiration, Weiterbildung und Netzwerk

Datum: 12.-13. September 2023

Ort: Luzern (CH)

EMO Hannover

Weltleitmesse für Werkzeugmaschinen und Metallbearbeitung

Datum: 18.-23. September 2023

Ort: Hannover (D)

decarbXpo

Fachevent zum Megatrend Dekabonisierung, die Plattform für Energiespeicher und Klimaneutralität im Unternehmen.

Datum: Herbst 2023

Ort: Düsseldorf (D)

Ilmac

Fachmesse für Prozess- und Labortechnologie

Datum: 26.-28. September 2023

Ort: Basel (CH)

POWTECH

Pharma.Manufacturing.Excellence

Datum: 26.-28. September 2023

Ort: Nürnberg (D)

Motek

Internationale Fachmesse für Produktions- und Montageautomatisierung

Datum: 10.-13. Oktober 2023

Ort: Stuttgart (D)

A + A

Internationale Fachmesse für Persönlichen Schutz, Betriebliche Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit.

Datum: 24.-27. Oktober 2023

Ort: Düsseldorf (D)

AQUA Suisse

Die Schweizer Fachmesse für Wasser, Abwasser und Gas

Datum: 25.-26. Oktober 2023

Ort: Zürich (CH)

maintenance Schweiz

Schweizer Fachmesse für industrielle Instandhaltung und Facility Management

Datum: 25.-26. Oktober 2023

Ort: Zürich (CH)

Pumps & Valves

Fachmesse für Pumpen- und Ventiltechnik

Datum: 25.-26. Oktober 2023

Ort: Zürich (CH)

BrauBeviale

Europäische Fachmesse für die Getränkewirtschaft

Datum: 14.–16. November 2023

Ort: Nürnberg (D)

productonica

Innovation all along the line

Datum: 14.-17. November 2023

Ort: München (D)

Lefa (ehemals Mefa)

Branchentreffpunkt für das verarbeitende schweizerische Lebensmittelgewerbe

Datum: 18. - 22.11.2023

Ort: Basel (CH)

Swissbau

Die führende Plattform der Bau- und Immobilienwirtschaft in der Schweiz.

Datum: 16.-19. Januar 2024

Ort: Basel (CH)

Swisstech

Internationale Fachmesse für Werkstoffe, Komponenten und Systembau

Datum: 16.-19. Januar 2024

Ort: Basel (CH)

Tube

Weltweit wichtigste Messe der Rohr- und rohrverarbeitenden Industrie

Datum: 15.-19. April 2024

Ort: Düsseldorf (D)

Siams

Die Messe der Produktionsmittel der Mikrotechnik

Datum: 16.-19. April 2024

Ort: Halle d'Exposition, Moutier (CH)

IFAT

Weltleitmesse für Wasser-, Abwasser-, Abfall- und Rohstoffwirtschaft

Datum: 13.-17. Mai 2024

Ort: München (D)

drupa

Weltweit führenden Fachmesse für Drucktechnologien

Datum: 28. Mai - 07. Juni 2024

Ort: Düsseldorf (D)

CastForge

Fachmesse für Guss- und Schmiedeteile mit Bearbeitung

Datum: 04.-06. Juni 2024

Ort: Stuttgart (D)

ArbeitsSicherheitSchweiz

Fachmesse für Arbeitssicherheit, Gesundheitsschutz & Gesundheitsförderung am Arbeitsplatz

Datum: 05.-06. Juni 2024

Ort: Bern (CH)

NORTEC

Fachmesse für Produktionstechnik und Maschinenbau

Datum: 23.-26. Juni 2024

Ort: Hamburg (D)

all about automation

Fachmesse für Industrieautomation

Datum: 28.-29. August 2024

Ort: Zürich (CH)

Ble.ch

Fachmesse für Metall- und Stahlbearbeitung

Datum: 2024

Ort: Bern (CH)

AMB

Internationale Ausstellung für Metallbearbeitung

Datum: 10.-14. September 2024

Ort: Stuttgart (D)

Ilmac Lausanne

Networking. Forum. Aussteller

Datum: 25.-26. September 2024

Ort: Lausanne (CH)

IFFA

Internationale Leitmesse – Technology for Meat and Alternative Proteins

Datum: 03.-08. Mai 2025

Ort: Frankfurt (D)

Oils + fats

Leitmesse der Öl- und Fettindustrie in Europa.

Datum: Herbst 2025

Ort: München (D)

Bezugsquellenverzeichnis