Vortrag im Rahmen der Ringvorlesung: Digitale Ökonomie, Industrie 4.0 und das „Internet der Dinge" an der Hochschule Hof

1. Digitalisierung von Arbeits- und Privatleben
Digitale Ökonomie, Industrie 4.0 und das „Internet der Dinge
Prof. Dr. René Peinl Hof, 28.10.2015

2. 2
Digitalisierung bisher
Digitale Trends und deren Vorhersagemöglichkeiten
Digitale Arbeitsmittel heute und morgen
Privatleben im digitalen Zeitalter
Fazit und Ausblick
1
2
3
4
5
Agenda

3. Der Wandel von der analogen zur digitalen Ökonomie
• Die Digitalisierung ist längst in vielen Branchen angekommen
• Sie birgt Chancen, aber auch Risiken
• Es gilt die Chancen zu nutzen: also die Zeichen der Zeit zu erkennen!
3

4. Beispiel 1: Einkaufen
• Das traditionelle Einkaufen wandelt sich
• Die Tante Emma Läden um die Ecke
sind schon fast ausgestorben
• Andere Läden werden folgen
• Auch Innenstädte leiden
4
www.telegraph.co.uk
Foto:PA/ZB/SZ/RonaldBonß
• In der schönen neuen Welt wird rund
um die Uhr im Internet bestellt
• Die Ware kommt postwendend
• Auch die ersten Lebensmittel-Lieferer
sind mittlerweile in Deutschland

5. Beispiel 2: Medien
5

6. Beispiel 3: Kommunikation
6
Bild: de.wikipedia.org
Bild: www.meeting-in-frankfurt.com
leadershipsys.com

7. Digitalisierung und Automatisierung erfordern Bildung
• Obwohl Automatisierung auch viele
neue Jobs schafft, werden in der
Summe weniger Jobs neu
geschaffen als unrentabel werden
• Fachkräftemangel kann den Trend
noch verstärken
7
http://bit.ly/1GQMA0L
http://bit.ly/1XtbQzi
• (Weiter-)Bildung ist der Schlüssel
um die neuen Technologien zu
verstehen und den eigenen Job
bzw. das Unternehmen
zukunftssicher zu machen.

8. Wie kann man seriös digitale Trends vorhersehen?
• Visionen / Vorhersagen anderer analysieren
– Science Fiction Filme: z.B. Minority Report, I Robot, Surrogates
– Treffgenaue ältere Vorhersagen (z.B. Bill Gates 1994)
– Aktuelle Visionen anderer, z.B. Corning „day of glass“
• Aktuelle Entwicklungen interpolieren
– Bevölkerungsentwicklung, Fachkräftemangel
(Gunter Dueck: Lean Brain Mgmt)
– Mobilgeräte, Virtual Reality, IoT, …
• Technologiemodelle verwenden
– S-Kurven Modelle, Technology adoption,
Kondratieff Zyklen, Gartner Hype Cycle

9. S-Kurven Modell
Evolution oder Revolution?
Letztere sind schwerer vorherzusagen!

10. Innovationsübernahme durch Benutzer
Was für den einen hoch innovativ, ist für den anderen längst Alltag
http://wirtschaftslexikon.gabler.de/Definition/adoptorkategorien.html
Kluft
Kritische Masse
SmartPhones schafften
den Zyklus in 6 Jahren
(2007 iPhone => 2013
1 Mrd Geräte verkauft)

11. Kondratieff Zyklen
* Allianz Global Investors

12. Gartner Hype Cycle Emerging Technologies
2015
Smart Advisors
Smart Robots
Brain Computer Interface
Internet der Dinge
Maschinelles Lernen
Virtual Reality
Gestensteuerung

13. ZDF – Zahlen, Daten, Future
13

14. Entwicklung von PCs und Mobilgeräten
14
1994 2001 2006 2007 20132010
1990 1998 2006 2012
1 Großrechner für viele Personen Personal Computer Mehrere mobile Rechner pro Person
2014
1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025

15. Die Zukunft ist flach und biegsam
15
 1990: Röhrenmonitore mit 15 Zoll sind verbreitet
 2000: 22 Zoll CRT: 50 x 48 x 47 cm. 29 kg
 2012: LG stellt 55 Zoll OLED TV mit 4 mm Dicke vor
 2013: gebogene Smartphones und Fernseher
 2014: LG stellt 18 Zoll Display vor, das bis auf 3 cm
zusammengerollt werden kann
~2020: Smartphones und Tablets mit
ausrollbarem Display sind gängig
1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025

16. Software versteht den Benutzer zunehmend
16
 1990: Bemühungen um künstliche Intelligenz gelten als gescheitert
 1996: IBMs Deep Blue (Großrechner) schlägt Schach-Weltmeister Kasparow
 2001: Tim Berners Lee verkündet die Vision des Semantic Web
 2006: Deep Fritz schlägt Schach-Weltmeister Kramnik auf einem High-End PC
 2006: Ontoprise Ontobroker besteht den "Advanced Placement Test" in Chemie
 2009: Wolfram Alpha beantwortet Fragen rund um Naturwissenschaften
 2011: IBMs Watson schlägt die Jeopardy Champions Rutter und Jennings
 Apple stellt Siri vor, die natürlichsprachige
Benutzerfragen beantwortet
1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025

17. Software versteht den Benutzer zunehmend
17
 2012: Google etabliert den Knowledge Graph und beantwortet zunehmend
Fragen, statt nur Suchtreffer anzuzeigen
 2014: TalkBot Eugene besteht erstmalig den Turing-Test (etwas geschönt)
 2014: IBM simuliert 1 Mio Neuronen mit neuem neuralem Chip TrueNorth
und zeigt damit Bilderkennung bei 72 mW Leistungsaufnahme
~2020: Mitarbeiter können Suchen bei Bedarf per Spracheingabe starten und
erhalten intelligent vorgefilterte Treffer, sowie in vielen Fällen direkt
Antworten. Das dafür notwendige Textverständnis wird automatisiert aus
den Dokumenten aufgebaut.
1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025

18. Was lernen wir daraus für den digitalen Arbeitsplatz?

19. Im digitalen Büro ist Variabilität gefragt
Im Büro
Unterwegs
Zum Lesen, Skizzieren
oder Präsentieren
FutureFon

20. … aber bitte mit Sensoren und Netzwerkanschluss
weitere Smart Office Zutaten …

21. Wearables – welche Technologie ist noch tragbar?
21

22. Wearables gibt es bei Star Trek schon seit 1987

23. Wearables: digitale Helferlein ganz nah am Körper
• Egal ob Sport, Gesundheit, oder Kommunikation:
die digitalen Assistenten werden immer kleiner und verteilen sich am Körper
• Smart Watches zeigen Nachrichten und weisen den Weg
• In die Kleidung eingenähte Sensoren messen Blutdruck und Puls
• Nahezu im Ohr verschwindende Kopfhörer spielen Musik und filtern
unerwünschte Geräusche
23

24. Augmented Reality, VR und Head Up Displays
 Oculus Rift / Sony Project Morpheus
 Google Glass, Microsoft Hololens
 Accenture sagt: digital physical blur in
Medizin, Lager, Bau, aber auch Büro
24
http://www.accenture.com/microsites/it-technology-trends-2014/Pages/tech-vision-report.aspx
www.healthcare.philips.com http://for.tn/1eD65h5

25. Sie können sich Leute mit VR-Brille im Alltag nicht vorstellen?
25
Oculus Rift auf der CeBit 2015
Bis vor einigen Jahren wären
große Kopfhörer auch nur
Zuhause akzeptabel gewesen

26. Entscheidungsvorbereitung – the digital way
26
Entscheidungen
werden nach
Datenlage, nicht
Bauchgefühl gefällt

27. Smart Data and Predictive Analytics
 Dez. 2008: Die Polizei von Memphis, Tennessee meldet 80% weniger
Verbrechen in einem Krisengebiet dank Predictive Analytics
 Dez. 2011: Hadoop v 1.0 revolutioniert die verteilte Datenverarbeitung
 Aug. 2012: Die britische Damenradrennmannschaft gewinnt die Silbermedaille
bei den Olympischen Spielen, dank der Big Data Analysen von
Datameer (CEO Stefan Groschupf stammt aus Halle/Saale)
 Okt. 2013: Hadoop Version 2.0 bringt horizontale Skalierbarkeit für die Massen
Apache Spark macht HDFS flexibler und schneller nutzbar
 Mrz. 2014: Yahoo löst mit 120 Zeilen Scala Code auf Basis Spark ML
den News-Personalisierungsalgorithmus mit 15.000 Zeilen C++ ab
 Okt. 2014: Spark sortiert 100 TB Daten in 23 Minuten: Weltrekord
27
1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025
http://red.ht/157Sk5v
http://bit.ly/1k4x6Nl
http://bit.ly/1PPyOi6

28. Anwendungsbeispiel Fussball
• Eine Kombination aus Bildanalyse und Sensorerfassung liefert viele Daten
28Bild: Stefan von Gagern, www.computerwoche.de
• Laufwege, Aufenthalt
und mehr wird auto-
matisch erfasst
• Gewonnene Zwei-
kämpfe, Ballverluste
u. ä. kann manuell
ergänzt werden

29. Anwendungsbeispiel: predictive Maintenance
29
Bild: www.sdt.eu
• Die Kosten für die Reparatur einer Maschine im Fehlerfall sind sehr hoch
• Durch regelmäßige Wartung spart man Geld
• Noch schlauer ist es, wenn man nur dann wartet, wenn es nötig ist
• Durch Analyse von Sensordaten
kann Verschleiß frühzeitig
feststellen.
• Es bedarf jedoch
trotzdem großen
Wissens, um die
richtigen Schwell-
werte einzustellen

30. Digitalisierung im Privatleben
ein fiktiver Fall
30

31. Mit Digitalisierung mehr über sich selbst erfahren
• Papa Peter Müller stellt sich auf die Waage
und stellt erfreut fest, dass sein Lauftraining
sich positiv aufs Gewicht auswirkt
• Sein Smartphone zeigt ihm die Statistik und Karte
seiner Läufe und auch die Wiegeergebnisse, die
die Waage drahtlos ans Handy schickt
• Bei der Gelegenheit kontrolliert er gleich noch,
ob seine Kinder fleißig ihre Zähne geputzt haben
http://www.heise.de/newsticker/meldung/WLAN-Waage-von-Fitbit-1546544.html
http://www.golem.de/news/beambrush-zahnbuerste-mit-smartphone-anschluss-1202-89812.html

32. Die Müllers fahren mit dem Bus zum Zoo. Das Ticket lösen sie einfach indem sie
ihr Handy gegen das Lesegerät im Bus halten. Schon sind sie eingebucht.
Das gleiche gilt für den Eintritt im Zoo. Es gibt keine langen Schlangen an der
Kasse. Einfach Zahlung bestätigen und der Betrag wird wie bei einer Geldkarte
vom aufgeladenen Guthaben abgebucht.
http://www.heise.de/mobil/meldung/NFC-Das-Handy-als-Reiseticket-1444092.html
Nach dem Frühstück geht es ab zum Zoo

33. Wilde Tiere hautnah erleben
• Im Eingangsbereich laden sich die Müllers noch
schnell die Informations-App auf ihre Mobilgeräte.
Die enthält den Lageplan des Zoos, sowie Bilder
und Texte zu allen Tieren
• An jedem Gehege findet sich neben der
klassischen Infotafel auch ein kleiner
QR-Code. Den kann man einfach
fotografieren und schon hat man alle
Informationen zum Bewohner.
Falls das echte Tier
gerade schläft kann man
ein kleines Video anschauen.

34. Stadtbummel in der historischen Altstadt
• Am Nachmittag bummeln die Müllers durch die Altstadt und besichtigen die
alten Gebäude aus dem 16. und 17. Jahrhundert.
• Das Smartphone zeigt Zusatz-
informationen, z.B. historische
Ansichten zu den besichtigten
Kirchen, dem Rathaus und
der Stadtmauer
• Augmented Reality
dank GPS, der Handykamera
und einer entsprechenden App
http://www.young-germany.de/business-career/business-career/article/cebit-2009-iphone-brings-reichstag-back-to-life.html

35. Was gibt's zum Abendessen?
• Unterwegs fällt Frau Müller ein, dass Sie noch nichts für das
Abendessen geplant hat.
• Sie verbindet sich über das Smartphone zum Kühlschrank und
schaut, was noch im Kühlschrank ist.
• Der Kühlschrank "weiß" welche Lebensmittel noch vorrätig
sind, und hilft beim Zusammenstellen der Einkaufsliste
http://www.heise.de/newsticker/meldung/LG-ueberarbeitet-smarte-Haushaltsgeraete-1408297.html

36. Mit dem Taxi zum Einkaufszentrum
• Mit der MyTaxi App signalisieren die
Müllers, dass Sie ein Taxi benötigen.
• Da das Smartphone ihren Standort kennt
brauchen Sie nichts weiter einzugeben.
• 5 min später holt sie ein Taxi ab und bringt
sie schnell zum Einkaufszentrum
• Während des Einkaufs überprüft
Frau Müller durch Scannen des
Barcodes die Herkunft des
Rindfleischs
• Das Produkt ist tatsächlich regional
und kommt von einem bekannten
Bio-Bauernhof rund 30 km entfernt.
http://www.golem.de/1201/89249.html
http://www.flickr.com/photos/21141007@N04/3196610754/

37. Auch beim Kochen selbst gibt es digitale Hilfe
• Herr Müller hat sich sein Lieblings-
rezept bei Chefkoch.de gemerkt.
• Ein echtes Kochbuch gibt es bei den
Müllers schon lange nicht mehr
• Das Rezept wird direkt auf dem
interaktiven Kochfeld angezeigt
37
Bauknecht interaktives Kochfeld
• Die Hitze wird automatisch richtig
eingestellt
• Man kann auch direkt die Zutaten
abwiegen

38. Mit einem Spieleabend klingt der Tag aus
Die intelligenten Würfel kommunizieren
mit dem Tablet PC und leuchten, wenn
der Spieler dran ist.
Neben Zahlen können auch
Bilder oder Farben angezeigt
werden, so dass die Würfel für
viele Spiele optimal eingesetzt
werden können.
http://www.golem.de/news/dice-elektronischer-wuerfel-fuer-tabletspiele-1206-92424.html

39. Am nächsten Morgen
• Herr Müller stellt sein Smartphone abends auf sein Nachtkästchen.
• Durch ein NFC Smart Tag erkennt das Handy den Standort,
schaltet in den Wecker-Modus und wird drahtlos geladen.
• Dank des eingebauten Kalenders wird der Wecker
automatisch auf eine wochenend-freundliche
Uhrzeit gestellt und Herr Müller mit seinen
Lieblingsliedern geweckt.
• Zum Ausflug ins Grüne am nächsten Tag
leitet die Müllers das Smartphone, das sich
im Auto automatisch in ein Navi verwandelt.

40. Bevor es losgeht wird noch schnell die Heizung gestellt
40
Bild: ELV.de
Bild: loxone.com

41. Im Freizeitpark wird's musikalisch
• Eingesetzt in einen Gitarren-
controller wird aus Lenas Tablet
fast eine echte Gitarre
• Auf ein Keyboard aufgesteckt,
werden Noten und zu drückende
Tasten angezeigt, um
Klavierspielen zu lernen
• Eine Gamepad-Erweiterung macht
aus dem Smartphone eine mobile
Playstation mit
Autorenngefühl
http://heise.de/-1405180

42. Zuhause ist in der Zwischenzeit viel passiert
• Die Waschmaschine hat die Wäsche
gewaschen, als die PV-Anlage gerade
genug Strom geliefert hat
• Das Erdgeschoss wurde gesaugt
• Der Rasen ist gewässert
• Das Haus ist kühl, weil die Rollos
automatisch runter gingen
42
Miele@home Waschmaschine mit SmartStart
Gardena Rasensprenger mit Steuerung robosauger.com/roomba

43. Fazit: IT machts möglich
• Die Verfügbarkeit immer kleinerer, leistungsfähiger,
energieeffizienter und billigerer PCs, Mikrocontroller,
Sensoren, Aktoren und Funktransceiver ermöglicht das
• Digitalisierung erlaubt das flexible Übertragen, Sammeln
und Auswerten der Daten aller Sensoren
• Handytechnik in Einplatinenrechnern ermöglicht den
Brückenschlag von PC-Technik zu Elektrotechnik
• Aufeinander abgestimmte Hardware und Software
ermöglichen exzellente Lösungen (z.B. Apple)
43
asif-elektronik.ch

44. Ausblick mit Sorge
 Bei allem Enthusiasmus für digitale Lösungen darf der gesunde
Menschenverstand nicht außer Acht bleiben
 Stephen Hawking und andere namhafte Wissenschaftler
sagen die digitale Singularität voraus
 Science Fiction Filme sollten nicht nur im positiven Sinne als Vorbild gesehen
werden: auch deren Dystopien müssen ernst genommen werden.
 Es existieren bereits selbst lernende Systeme, die über das Internet lernen
 Nicht nur die schöne zivile Welt existiert,
die militärische Forschung schläft nicht
44
www.sify.com abcnews.go.com

45. Hof University
Alfons-Goppel-Platz 1
95028 Hof, Germany
rene.peinl@hof-university.de
www.hof-university.de
Phone +49 9281 409-3000
Fax +49 9281 409-4000
Digital dabei sein, aber nicht um jeden Preis
Prof. Dr. René Peinl
Head of research group systems integration
Teaching area: Web architecture