Automatisierung

Automatisierung ist die selbsttätige Ausführung eines ansonsten manuell ausgeführten Vorgangs und wird vor allem in der Softwareentwicklung eingesetzt.

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Definition

Automatisierung bezeichnet im Allgemeinen die Umwandlung eines manuellen, also von Hand ausgeführten, Vorgangs in einen selbsttätigen mithilfe eines Regelsystems. Ausgeführt wird dieser dann zumeist durch eine Maschine, die selbstständig Handlungen ausführt, sodass der Nutzer vollständig entlastet wird. Die Maschine folgt dabei Regeln und Mustern, beispielsweise durch ein Programm vorgegeben, das mithilfe von Logiken Handlungsvorgaben für alle möglichen Szenarien festlegt.

Das Zeil von Automatisierung ist vor allem die Arbeitserleichterung und die einhergehende Zeitersparnis. Zwar muss zunächst mehr Arbeit in die Entwicklung des Automatisierungsprozesses der Maschine investiert werden, langfristig führt diese die Vorgänge dann aber präzise, ritualisiert und ohne oder mit nur wenig menschliches Zutun aus.

Mit diesen Eigenschaften sind automatisierte Prozesse dem Menschen überlegen, da sie Vorgänge unendlich häufig und noch dazu fehlerfrei ausführen können. Im Gegensatz zum Menschen geschieht dies gedankenlos aber präzise.

Eine Automatisierung kann zum einen mechanisch umgesetzt werden. Spricht man von Automaten, sind meistens mechanische Geräte gemeint. Beispielsweise Snack- und Kaugummiautomaten oder ganze “Supermarktautomaten” ermöglichen die Selbstbedienung, ersetzen eine Arbeitskraft und sind immer verfügbar. Der Kaffeevollautomat ist ebenfalls ein mechanisches Gerät, ist allerdings heute zumeist zusätzlich Software-basiert.

So kann Automatisierung auch software-technisch im Rahmen von Programmierung umgesetzt werden. Im Rahmen der Softwareentwicklung oder Webentwicklung ist es ein häufig genutztes Prinzip, weshalb es sehr modern erscheint. Dabei blickt es schon auf eine lange Geschichte zurück (siehe Geschichte der Automatisierung).

Geht man noch einen Schritt weiter, kann Automatisierung auch smart werden und als künstliche Intelligenz oder im Rahmen des Internets der Dinge Verhaltensmuster anhand von äußeren Einflüssen erlernen und verbessern.

Geschichte der Automatisierung

Ursprung: Antike

Den ersten Automaten gab es bereits etwa 330 vor Christus. Heron von Alexandria entwickelte einen Weihwasserautomaten, der durch das Gewicht einer eingeworfenen Münze einen Arm herunterdrückte, sodass sich ein Ventil öffnete, welches Weihwasser verspritzte. Wurden die Tempel mit automatischen Tempeltüren ausgestattet. Dazu wurde ein Wasserbehälter über ein Feuer gehängt, der durch die Hitze schwerer wurde. Sobald das Feuer gelöscht wurde, schlossen sich die Türen wieder durch den entstandenen Unterdruck.

Industrialisierung

Die erste industrielle Revolution, die im 18. Jahrhundert stattfand, stand im Zeichen der Wasser- und Dampfkraft. Dadurch entstanden mechanische Produktionsanlagen, in denen Maschinen automatisierte Vorgänge übernahmen, sodass die Arbeit von Hand kaum noch nötig war. Muskelkraft wurde durch Dampfkraft ersetzt, beispielsweise machte die Nähmaschine Spinning Jenny das Nähen von Hand überflüssig und ermöglichte so viel größere Absätze.

In der zweiten industriellen Revolution im 19. Jahrhundert sorgte vor allem die elektrische Energie für durchschlagende Entwicklungen in der Arbeitswelt. Durch sie und durch die Erfindung des Verbrennungsmotors wurden erstmalig arbeitsteilige Massenproduktionen möglich.

3. Industrielle Revolution: Computer- und Informationszeitalter

Der erste Computer Z3, der 1941 von Konrad Zuse entwickelt wurde, funktionierte nach dem Automatisierungsprinzip des Lochkartensystems. Wenig später wurde auch immer mehr Robotik eingesetzt, sodass viele Vorgänge, vor allem in der maschinellen Produktion, automatisiert werden konnten, wie zum Beispiel in der Autoproduktion. Technisch gesehen waren die ersten automatisierten Vorgänge rein mechanisch bzw. im Bereich der Hardware, bis diese dann auch in der Software und der Programmierung oder innerhalb einer Kombination aus mechanischer und Software-Basis Anwendung fanden.

4. Industrielle Revolution: Internet der Dinge

Das nächste Level erreichte die Automatisierung im Rahmen der Industrie 4.0 mit smarten Technologien, dem Internet der Dinge und künstlicher Intelligenz. Statt nur automatisch zu funktionieren, sind Gegenstände nun mit dem Internet verbunden und können “intelligent” handeln und lernen.

Arten der Automatisierung bei der Softwareentwicklung

Der Vorgang der Programmierung, also das Erstellen von Algorithmen, kann schon an sich als Erstellung von automatisierten Prozessen verstanden werden. Diese folgen dem Logik-Prinzip, dass sobald eine konditionale Bedingung erfüllt ist, automatisch eine Aktion ausgeführt wird.

Auch Entwicklungsframeworks, ein Tool für die Programmierung von Software und Webanwendungen, können als eine Form der Automatisierung verstanden werden. Diese wurden aus der Erfahrung von Programmierern entwickelt und dienen der Erleichterung zum Schreiben des Codes. Wie eine Schablone werden Code-Snippets für häufig verwendete Befehle und Funktionen automatisch eingesetzt oder vervollständigt. Zwar ist die Arbeit nicht vollautomatisiert, erfolgt aber dennoch zeitsparend und präzise, weil Fehlern vorgebeugt wird.

Sogenannte DevOps, kurz für Development & Operations, sollen die Zusammenarbeit von der Anwendungsentwicklung und des IT-Betrieb optimieren und machen es möglich, per Automatisierung große Datenmengen zu verarbeiten. Diese Methode nennt sich Infrastructure as Code

Arten der Automatisierung in der Anwendung

Automatisierung kann weit gefasst werden und kommt in vielen Bereichen des Lebens vor. Im Haushalt übernehmen Staubsaugerroboter die Reinigung und Mähroboter die Instandhaltung des Rasens. Die Heizungsregulierung kann automatisch nach eingestellter Uhrzeit, Jahreszeit oder Außentemperatur erfolgen.

Auch im Bereich Shopping findet die Automatisierung großen Anklang. In Onlineshops wie Amazon können Abonnements für einen regelmäßigen oder sogenannte Dash Buttons für einen Nachschub auf Knopfdruck der immergleichen Produkte sorgen. Auch der reale Einkauf wird mittlerweile vielerorts durch automatische Kassensysteme erleichtert.

In den Amazon “Go” Stores, den Vor-Ort-Filialen des Online-Händlers, gibt es gar keine Kassen mehr. Dort verfolgen Kameras automatisch, was gekauft wurde und rechnen hinterher über die Online-Bezahlfunktion von Amazon ab. So werden Barcodes und Kassierer überflüssig.

Der Bereich Sicherheit ist durch Automatisierungsprozesse stark verdichtet worden. Überwachungskameras, Mikrofone, Alarmanlagen und Verriegelungsmechanismen überwachen Menschen automatisch und helfen bei der Aufklärung von Straftaten.

Die Entwicklung der automatischen Bildanalyse hat weitreichende Auswirkungen. Beispielsweise können durch die Google Texterkennung Hinweisschilder oder andere über die Smartphone-Kamera erfasste Textdokumente in Echtzeit übersetzt werden.

Viele Smartphones besitzen die Funktion, Bilder per Stichwort zu finden. Dies funktioniert ebenfalls über eine automatische Bildanalyse und Identifizierung des gezeigten Motivs oder Gegenstands und der Gesichtserkennung von Personen.

Auch in der Verwaltung werden immer mehr Vorgänge digitalisiert und automatisiert. Beispielsweise wenden Versicherungsportale die Bildanalyse bei Schadensfällen an. Hochgeladene Bilder werden mit der Datenbank verglichen, sodass basierend auf bestehenden Daten automatisch ein Schadensgutachten und eine Kostenprognose erstellt werden kann.

Im Journalismus kommt es vor allem im Bereich News auf Schnelligkeit an. Statt diese manuell zu erstellen, können News-Ticker, Eilmeldungen und teilweise sogar ganze Artikel mittlerweile automatisch verfasst werden, sobald strukturierte Daten vorliegen, was gerade bei Sportergebnissen bereits viel Anwendung findet.

Auch der Verkehr und Transport profitiert von unterschiedlichen Formen der Automatisierung. Vor allem in der Automobilindustrie gibt es immer mehr Innovationen, die darauf basieren. Beispielsweise informieren Board-Computer über den Verschleiß von einzelnen Teilen, intelligente Scheinwerfer schützen bei Niederschlag durch Regentropfenberechnung vor Blendung, Sensoren und Einparksysteme automatisieren das Einparken oder Autos fahren vollkommen von selbst. Allerdings kündigte der Autohersteller Tesla an, die hohe Automatisierung sei ein Fehler gewesen und wolle diese in Zukunft wieder zurückfahren.

Im Bereich GPS Tracking ist die Automatisierung spürbar in der Navigation, dem Stau-Report bzw. der Angabe er Verkehrsdichte in Echtzeit, der ortsspezifischen Check-in-Funktion sowie der Sammlung von oft frequentierten Orten, sodass diese per Auto-fill-Funktion einfach wieder ausgewählt werden können.

Für die Technik ist die Automatisierung ein elementarer Bestandteil, auf den viele Technologien aufbauen. Eine Website ist im Prinzip ganzheitlich automatisiert: Der Code legt automatische Prozesse fest, die im Hintergrund ablaufen. Auch Interaktionen sind von automatisierten Funktionen geprägt, so können Formulare und Passwörter durch Cookies autovervollständigt werden.

Im Bereich des Internets werden vor allem Bots angewendet. Dies ist die Abkürzung des englischen Wortes “robot” und sind sozusagen Software-Roboter, die automatisch sich ständig wiederholende Abläufe ohne menschliches Zutun ausführen.

Beispiele dafür sind sogenannte Webcrawler, die selbstständig Websites besuchen, um deren Traffic zu erhöhen oder diese auszuwerten. Der Crawler sucht Links auf Websites und klickt darauf. Was hinterher mit Daten passiert, ist individuell abhängig, sie können indexiert oder auf Schwachstellen geprüft werden, sodass Sicherheitslücken und Syntax-Fehler identifiziert werden können.

Auch der Spam ist durch automatisierte Prozesse möglich, die das Abgreifen von E-Mail-Adressen und anderen personenbezogenen Daten erlauben und diese für Werbezwecke verwenden.

Darüber hinaus nutzen manche Bots gezielt Sicherheitslücken für Hacker-Angriffe, um in Server einzubrechen und Schadsoftware zu installieren oder Daten abzufangen.

Sogenannte Scriptkiddies, eine abfällige Bezeichnung für Hacker, die mithilfe von Skripten anderer veröffentlichte Sicherheitslücken nutzen, verlassen sich auf diese Art der Automatisierung. Dies ist keine direkte Hacker-Arbeit, da der Code nur kopiert wird.

Als Reaktion auf Bots werden sogenannte Captcha-Abfragen (completely automated public Turing test to tell computers and humans apart), auf Websites geschaltet. Dies sind Aufforderung-Antwort-Tests, die verhindern sollen, dass Bots z.B. automatisiert Kommentare in Foren schreiben oder Kontaktanfragen (z.B. bei Kontaktformularen auf Websites) verschicken.

Die Robotergesteuerte Prozessautomatisierung, kurz RPA, sind digitale Software-Roboter, die menschliche Interaktionen an Softwareschnittstellen nachahmen. Diese werden mittlerweile sogar im Kundendienst eingesetzt. In Callcentern antworten dann keine Menschen mehr, sondern Interactive-Voice-Response-Technologien. Automatische Screen-Scraping-Mechanismen können außerdem Textinformationen von Websites auslesen.

Auch von der künstlichen Intelligenz, kurz KI oder auch AI von Artificial Intelligence, ist die Automatisierung eine der wichtigsten Standsäulen. Dabei können Maschinen automatisiert Vorgänge erkennen, verstehen, lernen und wieder anwenden.

Im Marketing spielt die Automatisierung mit Bezug auf Big Data eine große Rolle. Durch die Möglichkeiten der Digitalisierung werden so viele Daten gesammelt, dass Menschen sie kaum noch verwalten können. Diese Informationsflut versucht die KI zu verwalten und zu strukturieren und Personendaten zur Individualisierung im Bezug auf die Plattform oder das Gerät, der geschalteten Werbung bis hin zur Formulierung und dem Versenden von E-Mails zu nutzen.

Anders als bei einem herkömmlichen Algorithmus, bei dem Daten aufgenommen, bearbeitet und wieder ausgegeben werden, werden die Daten beim maschinellen Lernen als Trainingsdaten verwendet, auf deren Ergebnis es ein Feedback gibt. So ist es möglich, dass Maschinen intelligenter werden als Programmierer. Ein Beispiel dafür ist eine Google-KI, die sich selbst in dem Schach-ähnlichen, aber weitaus komplexeren Strategiespiel “Go” trainiert hat, welches für eine künstliche Intelligenz extrem schwer zu lernen ist, da es viel mehr mögliche Züge gibt als beim Schach.

Ein weiteres Beispiel sind Smart Home Technologien. Während ein herkömmlicher Algorithmus bewirken kann, dass eine softwarebasierte Kaffeemaschine jeden Morgen um 7 Uhr Kaffee zubereitet, würde der Kaffee auch gekocht werden, wenn man mal spontan nicht zu Hause ist und vergessen hat sie auszustellen. Eine smarte Kaffeemaschine könnte das Verhalten aus vorherigen Aktionen ableiten und merken, dass beispielsweise nur wochentags Kaffee gekocht wurde und lernen, am Wochenende keinen Kaffee zu kochen. Das Prinzip ist also, existierende Daten auszuwerten und daraus Regeln zu entwerfen.

Automatisierung für die Wirtschaft und KMU

Kleine und mittelständische Unternehmen können in ihrem Arbeitsalltag von der Automatisierung profitieren. Kleine Aufgaben, die jeden Tag nur wenige Minuten in Anspruch nehmen, können automatisiert werden und in der Summe zu einer großen Zeitersparnis führen. Dies fängt bei kleinen Dingen wie er Heizungsregulation nach Jahreszeit, Temperatur und Arbeitszeit an, geht über Modifikationen in der Telefonanlage und der E-Mail-Bearbeitung bis hin zum Tracking von Arbeitsergebnissen und Automatisierung in Produktionsprozessen.

Eine Automatisierung ist nicht nur eine Kosten- und Zeitersparnis, sondern kann gerade im Bereich Datensicherung für mehr Sicherheit sorgen. Beispielsweise werden Backups, die vollständige Speicherung aller Systemdaten, gerne einmal vergessen, sind aber entscheidend für die Wiederherstellung. Dies kann bei automatisierten Backups nicht passieren und man kann sich auf sie verlassen.

Gleiches gilt für Serverausfälle: Wenn ein Serverreset automatisiert wird, ist dies eine Zeitüberbrückung, bis sich ein Entwickler dem Problem angenommen hat und der Fehler behoben ist.

Zukunft

In den letzten Jahren ließ sich eine rasante Entwicklung vor allem im Bereich künstliche Intelligenz und dem Internet der Dinge feststellen – allein der Blick auf den Zeitraum der bisherigen industriellen Revolutionen, zwischen denen Jahrhunderte lagen und den heutigen Innovationen, die teilweise von Jahr zu Jahr entstehen, lässt die Vermutung einer weiterhin exponentiell steigenden Tendenz zu.

Durch die stetige Weiterentwicklung und immer mehr Automatisierungsprozesse wird auch die Website-, App- und Softwareentwicklung immer präziser und schneller möglich.

Das Internet der Dinge ist zwar zum Teil noch Zukunftsmusik, teilweise aber auch schon Gegenwart: Gegenstände oder Objekte sind über das Internet miteinander vernetzt, tauschen Informationen aus und arbeiten zusammen. Beispiele dafür sind Smart Watches und Smart Home Systeme. Es lässt sich vermuten, dass in Zukunft so gut wie alle Gegenstände, selbst Waschmaschinen oder Mülltonnen, mit dem Internet verbunden werden.

Ein weiterer Trend ist die Verbindung von Big Data und dem Internet der Dinge. Diese werden sich in Zukunft immer mehr verknüpfen und sich zum industriellen Internet vereinen, welches Daten sammelt, analysiert und intelligent verarbeitet.

Sicherheit und Datenschutz

Vor allem mit Blick auf Big Data und der Ausbreitung des Internets in immer mehr Lebensbereiche als zukünftige Entwicklung kommen Befürchtungen auf, die die eigenen Daten betreffen. Diese Zweifel sind nicht unbegründet: Letztlich ist alles, was mit dem Internet verbunden und von außen erreichbar ist, dem Risiko ausgesetzt, mit bösen Absichten genutzt zu werden.

Eine Tatsache, für die immer mehr Menschen und vor allem die sogenannten Digital Natives das Gefühl verlieren, ist, dass jede Internetaktivität "Fußspuren” hinterlässt. Mithilfe der so generierten Daten kann automatisch ein Profil angelegt, ausgewertet und für verschiedenste Zwecke genutzt werden.

Mit dem Internet der Dinge wird dies noch leichter erfassbar und man kann sich der Datenerfassung kaum noch entziehen.

Auf der anderen Seite haben sich aber auch die Schutzmechanismen für Geräte und Daten weiterentwickelt. Automatisch generierte Passwörter lassen beispielsweise Sicherheitslücken durch schwache Passwörter geringer werden. Außerdem lassen sich nicht nur gesammelte Nutzerdaten, sondern auch Daten und Informationen von Hacker-Aktivitäten nutzen. So lassen sich typische Angriffsmuster erkennen und Präventionsmaßnahmen ergreifen.

Genauso, wie Bots sich für schädliche Aktivitäten einsetzen lassen, können sie auch für positive Zwecke eingesetzt werden und Sicherheitslücken schließen oder sogar Angriffe abwehren. Manuell würde dieser Vorgang jedes Mal Zeit kosten, doch durch die Automatisierung – und möglicherweise einer intelligenten Weiterentwicklung und Verbesserung – passiert dies ganz voll allein im Hintergrund.

Automatisierung bei TenMedia

TenMedia ist eine dynamische Webagentur in Berlin Mitte. Seit 2011 haben wir uns auf die Softwareentwicklung, die technische Entwicklung von Websites, Apps, Webportalen, Onlineshops und Cloud Software spezialisiert. Neben diesen Leistungen bieten wir zusätzlich Hosting, Monitoring und verschiedenste Services im Bereich Digitalisierung an, zu denen auch Automatisierungsprozesse zählen. Gemeinsam mit unseren Kunden optimieren wir verschiedenste Prozesse und Abläufe, richten neue Technologien ein und bieten technischen Support. Bei uns gibt es keinen Code von der Stange oder vorgefertigte Softwarelösungen – unsere Services und Produkte sind stets individuell auf die Vorstellungen und Wünsche unserer Kunden abgestimmt.

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