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Welche Herausforderungen gab es zu lösen?

Neue, anspruchsvolle Kundenanforderungen wie kundenindividuelle Produkte in kurzer Zeit verfügbar zu machen, treiben die technologischen Entwicklungen der smarten Fabrik vor sich her.
In der Produktion geht der Trend klar in Richtung Losgröße-1. Der Werker braucht also häufiger eine Montageanleitung und muss Arbeitsschritte zu Qualitätssicherung dokumentieren.
Gesucht werden also Methoden, Systeme und Technologien, die den Werker dabei unterstützen Einzelserien auf Kundenwunsch schnell und fehlerfrei zu fertigen. Blick- und Gestensteuerung hält derweil Einzug in den Hallenboden, da es eine robuste Technologie ist, die die natürlichen Bewegungsabläufe unterstützt und schnell erlernbar ist. Die Ergonomie der Bedienung ist wichtig für die Akzeptanz von Assistenzsystemen.

Welcher konkrete Nutzen ergab sich?

Da bei der Bedienung durch Blick- und Geste keine Computer-Maus bewegt oder auf einen Touch-Bildschirm gedrückt werden muss, wird der eigentliche Arbeitsvorgang nicht unterbrochen, der Werker bleibt am Werkstück, kann Handschuhe anbehalten und hat weniger Laufwege.

Bilderkennung und Maschinelles Lernen unterstützen den Prozess der Qualitätssicherung.

Durch die Protokollierung des digitalisierten Prozesses wird automatisch ein Digitaler Zwilling erzeugt und angereichert.

Highlight der Anwendung

„Blick- und Gestensteuerung im Prozess der Werkerführung in Verbindung mit Künstlicher Intelligenz kann hier zu Effizienzsteigerungen führen – im Office-Bereich zeigen diese Anwendungen bereits eine Steigerung von um die 12 Prozent, warum sollte das auf dem Hallenboden nicht machbar sein?“

Steffen Himstedt, Trebing + Himstedt.

Wie lässt sich der Industrie 4.0-Anssatz beschreiben?

Insgesamt zeigt die Anwendung einen papierlosen Montageprozess in der Fertigung, der elektronisch über Arbeitsanweisungen angeleitet wird und mittels Start-Up Technologien in der Durchführung unterstützt wird, um den Arbeitsfortschritt berührungslos zu dokumentieren. Der Prozess wird digital im Hintergrund überwacht und bei Fehlern automatisch verriegelt. Alle Arbeitsvorgänge werden elektronisch dokumentiert und die Informationen zur Lebenslaufakte des Digitalen Zwillings gespeichert. Dieser Digitale Zwilling kann mit Kunden des physischen Produktes ausgetauscht werden.
In Zeiten von immer individuelleren Produkten (Losgröße 1) konnten Methoden, Systeme und Technologien, die den Werker dabei unterstützen Einzelserien auf Kundenwunsch schnell und fehlerfrei zu fertigen, in einem Montageprozess demonstriert werden.

Der Digitale Zwilling wird automatisch im Hintergrund mit den „as built“ Informationen angereichert und in der Cloud zur weiteren Nutzung bereitgestellt.

Künstliche Intelligence mittels Machine Learning unterstützt das menschliche Auge bei der Qualitätskontrolle und hilft so Fehler zu übersehen.

Was konnte konkret erreicht werden?

Energieautarke Datenerfassung über einen Zeitraum von 5 – 10 Jahren mit abgeleiteter sicherer vorbeugender Instandhaltung. Vermeidung von Ausschuss, ungeplanten Maschinenstillständen und Reduzierung der Werkzeugkosten.
Kunden wie Continental oder BMW haben jetzt einen Teil Ihres Werkzeugmanagements der weltweiten Standorte in der eltimon Cloud.

Mit welchen Maßnahmen wurde die Lösung erreicht?

Für die Blicksteuerung wird lediglich ein handelsüblicher Eye-Tracker wie beispielsweise Tobii Eye-Tracker und die Software Nuia Productivity+ von 4tiitoo benötigt. Der Eye-Tracker sendet ein schwaches Infrarotlicht aus, welches von den Augen des Nutzers reflektiert wird und daraus die Blickrichtung errechnet. Zum Einstieg reicht eine kurze Kalibrierung des Nutzers, welches keine 30 Sekunden dauert. Die Software wird im Prinzip transparent über das zu steuernde Programm gelegt, ohne es zu verändern. Die Software erkennt, wo auf der darunterliegenden Benutzeroberfläche Buttons und Menüleisten angeordnet sind.

Für die Gestensteuerung wird mittels eines Armbands von Kinemic, das Sensorik zu Beschleunigung, Lage und Drehungen enthält, werden Rückmeldungen des Werkers an das System gegeben und vom Armband mit Hilfe von Vibrationen quittiert. Die passende Software übersetzt nun die Bewegungen in Funktionssteuerungen des zu bedienenden Programms. Das Armband mit einer Batterielaufzeit von ca. 10 bis 12 Stunden kommuniziert mit dem Rechner über die Standard-Schnittstelle Bluetooth.

Für die Qualitätssicherung wird ein Bild des Endproduktes aufgenommen und mittels Machine-Learning-Algorithmen von Referenzbildern entschieden, ob das Endprodukt OK oder NOK ist.

Was können andere davon lernen?

In der Produktion geht der Trend klar in Richtung Losgröße-1. Der Werker braucht also häufiger eine Montageanleitung und muss Arbeitsschritte zu Qualitätssicherung dokumentieren. Blick- und Gestensteuerung im Prozess der Werkerführung kann hier zu Effizienzsteigerungen führen – im Office-Bereich zeigen Anwendungen eine Steigerung von um die 12 Prozent.