- SmartFactoryKL zeigt auf der Hannover Messe Use Cases rund um den Einsatz von KI in der Produktion
- AR-Anwendungen visualisieren Ergebnisse von Datenauswertungen
Künstliche Intelligenz (KI) ist ein wichtiger Partner des Menschen in der Produktion der Zukunft. Denn sie hilft, große Datenmengen schnell und zuverlässig auszuwerten und dem Beschäftigten die Ergebnisse kontextgebunden und gefiltert anzubieten. Dabei erweist sich Augmented Reality (erweiterte Realität) als ein effizientes Werkzeug, um diese Informationen zu visualisieren – auf eine leicht verständliche Weise. Wie sich dies an einer Industrie 4.0-Produktionsanlage umsetzen lässt, zeigt das Partnerkonsortium der SmartFactoryKL auf der Hannover Messe vom 1. bis 5. April 2019. Mehrere Szenarien machen deutlich, wie Qualitätssicherung, Zustandsüberwachung und Anomalieerkennung dank KI verbessert werden können. Der Gemeinschaftsstand von SmartFactoryKL und dem Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) ist in Halle 8, Stand D18 zu sehen.
Eine wichtige Aufgabe, die KI im Produktionsumfeld übernimmt, ist die Auswertung gesammelter Daten. Maschinendaten wie Druck, Temperatur oder Durchfluss geben Aufschluss über den Zustand einer Anlage und ermöglichen dessen Überwachung (Condition Monitoring). Die dabei generierten Datenmengen sind zu groß, als dass wir Menschen sie ohne technische Unterstützung schnell auswerten und interpretieren könnten. Erst wenn die gesammelten Daten durch geeignete mathematische Analysemethoden (Data Analytics) verarbeitet sind, kann der Anlagenbetreiber einen Nutzen aus ihnen ziehen und mögliche Fehlfunktionen der Anlage vorhersagen. Dieser drohende Ausfall kann durch eine vorausschauende Wartung im Vorfeld behoben werden, was wiederum den Anlagenstillstand und Reparaturzeiten minimiert.
Use Case Anomalieerkennung: Algorithmen unterstützen den Menschen
Das Partnerkonsortium der SmartFactoryKL-Industrie 4.0-Produktionsanlage zeigt auf der Hannover Messe, wie Zustandsüberwachung und Anomalieerkennung (Anomaly Detection) eingesetzt werden können. Hierzu wurde ein neuer Use Case entwickelt: Verschleiß von Produktionsmodulen und Werkzeugen macht sich häufig bereits früh durch Signale bemerkbar, z.B. in Form von Schleifgeräuschen. An einem Produktionsmodul wird dazu im laufenden Betrieb zu Demonstrationszwecken eine Fehlfunktion in Form eines Schleifgeräuschs erzeugt. Die Geräuschumgebung innerhalb der Produktionsmodule kann akustisch aufgezeichnet und durch KI Algorithmen ausgewertet werden. Mit Hilfe des KI-Algorithmus wird das Geräusch gehört und somit die Anomalie erkannt. Über das ERP-System kann ein Wartungsauftrag generiert werden, in dem bereits angezeigt wird, wo sich der Fehler befindet. Diese Information erhält der Servicetechniker auf einem Tablet, Smartphone oder in einer Datenbrille angezeigt. Die lästige Fehlersuche seitens der Beschäftigten entfällt und die Wartung der Anlage kann schnell umgesetzt werden, bevor Ausschussmenge produziert oder gravierende technische Defekte an der Anlage entstanden sind.
Mit Hilfe von Augmented Reality kann der Mitarbeiter am Ort des Geschehens durch den Wartungsprozess geführt werden, zum Beispiel mit der Hilfe von Datenbrillen: Dabei werden dem Werker Informationen und Arbeitsanweisungen in die Brille projiziert, sodass er gleichzeitig beide Hände für die Ausführung der Arbeitsschritte frei hat. Somit wird eine intuitive und verbesserte Fehlerbehebung ermöglicht. Auch die Möglichkeiten der Fernwartung werden durch die Nutzung von AR vereinfacht, indem zum Beispiel ein Ingenieur vom Büro aus den Techniker vor Ort unterstützt.
„In der vorausschauenden Wartung zeigt sich, wie KI den Menschen unterstützt. Der Beschäftigte hat die Aufgabe, an Hand der von der KI ermöglichten Entscheidungshilfe die Angaben zu interpretieren und die richtigen Arbeitsschritte einzuleiten“, so Prof. Dr. Martin Ruskowski, Forschungsbereichsleiter Innovative Fabriksysteme am DFKI und Experte für das Thema KI in der Produktion.
KI-Anwendungen auch für den Mittelstand interessant
In einem weiteren Use Case zeigt die SmartFactoryKL, wie Daten aus einem Anlagen-Dashboard für die Mitarbeiter praktisch visualisiert werden können. „Dieser Use Case der Datenvisualisierung ist uns wichtig, weil er einen einfachen Schritt in Richtung KI-Anwendung darstellt, den der Mittelstand bisher noch nicht getätigt hat. Es ist unser Ziel, den vielen kleinen und mittleren Unternehmen ebenfalls Ideen mit auf den Weg zu geben. Daten nur zu sammeln reicht nicht. Erst wenn man daraus Informationen ableitet, diese visualisiert und beispielsweise Grenzwertüberschreitungen anzeigt, entsteht ein Mehrwert“, so Prof. Dr. Detlef Zühlke, Vorstandsvorsitzender der SmartFactoryKL.
Eine weitere Option besteht in der „Speech-to-text“-Anwendung. Eine KI-Anwendung kann die Sprachbefehle des Mitarbeiters in Schrift übersetzen und somit die gesuchten Informationen in einer Datenbank identifizieren. Auf diesem Wege kann sich der Beschäftigte zum Beispiel aus der technischen Anlagendokumentation die benötigten Passagen von Bedienungs- oder Montageanleitungen in der Datenbrille anzeigen lassen. Die lästige Suche in Aktenordnern oder Textdateien am Computer entfällt. Auch diesen Anwendungsfall führt das SmartFactoryKL-Partnerkonsortium auf der Hannover Messe vor.
Die Partner des SmartFactoryKL-Industrie 4.0-Demonstrators sind: B&R Automation, Bosch Rexroth, EPLAN Software & Service, Festo, HARTING, Huawei, IBM, KIST Europe, METTLER TOLEDO, MiniTec, PHOENIX CONTACT, Pilz, proALPHA, TÜV SÜD, Weidmüller.
Foto-Download-Link: https://cloud.dfki.de/owncloud/index.php/s/Dg7DnRp8dPqa7eT
Über das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH (DFKI)
Das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH (DFKI) wurde 1988 als gemeinnützige Public-Private Partnership (PPP) gegründet. Es unterhält Standorte in Kaiserslautern, Saarbrücken, Bremen, ein Projektbüro in Berlin und Außenstellen in Osnabrück und St. Wendel. Das DFKI ist auf dem Gebiet innovativer Softwaretechnologien auf der Basis von Methoden der Künstlichen Intelligenz die führende wirtschaftsnahe Forschungseinrichtung Deutschlands. In der internationalen Wissenschaftswelt zählt das DFKI zu den wichtigsten „Centers of Excellence“.
Das Finanzvolumen lag 2017 bei 45,9 Millionen Euro. DFKI-Projekte adressieren das gesamte Spektrum von der anwendungsorientierten Grundlagenforschung bis zur markt- und kundenorientierten Entwicklung von Produktfunktionen. Aktuell forschen ca. 560 Mitarbeiter aus ca. 60 Nationen an innovativen Software-Lösungen mit den inhaltlichen Schwerpunkten Smarte Daten & Wissensdienste, Cyber-Physical Systems, Multilinguale Technologien, Planbasierte Robotersteuerung, Educational Technologies, Interaktive Textilien, Robotik, Innovative Retail, Wirtschaftsinformatik, Eingebettete Intelligenz, Smart Service Engineering, Intelligente Analytik für Massendaten, Intelligente Netze, Agenten und Simulierte Realität, Erweiterte Realität, Sprachtechnologie, Kognitive Assistenzsysteme und Innovative Fabriksysteme. Der Erfolg: mehr als 130 Professorinnen und Professoren aus den eigenen Reihen und mehr als 80 Spin-off-Unternehmen mit ca. 2.500 hochqualifizierten Arbeitsplätzen.
