KI

Wie Künstliche Intelligenz in der Produktion helfen kann

| Redakteur: Katharina Juschkat

Die Smartfactory-KL zeigt auf der Hannover Messe verschiedene Anwendungsfelder für KI.
Die Smartfactory-KL zeigt auf der Hannover Messe verschiedene Anwendungsfelder für KI. (Bild: SmartFactory-KL)

Das Partnerkonsortium Smartfactory-KL zeigt auf der Hannover Messe anhand verschiedener Demonstratoren, wie Künstliche Intelligenz und Augmented Reality in der Produktion unterstützen kann – auch für kleine und mittelständische Unternehmen.

Mithilfe Künstlicher Intelligenz (KI) lassen sich die großen Datenmengen, die in der Produktion anfallen, besser auswerten. Für die Darstellung der gefilterten und aufbereiteten Daten bietet sich Augmented Reality an – wie sich das in Kombination umsetzen lässt, zeigt das Partnerkonsortium Smartfactory-KL auf der Hannover Messe.

Mögliche Fehlfunktionen vorhersagen

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.

KI erkennt Schleifgeräusche

Das Partnerkonsortium der Smartfactory-KL 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.

Augmented Reality kann bei der Wartung von Maschinen und Anlagen unterstützen.
Augmented Reality kann bei der Wartung von Maschinen und Anlagen unterstützen. (Bild: SmartFactory-KL)

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 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.

Augmented Reality und KI unterstützen bei der Wartung

Mit Hilfe von Augmented Reality kann der Mitarbeiter vor Ort 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. Damit soll die Fehlerbehebung verbessert werden. 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.

Prof. Martin Ruskowski, Forschungsbereichsleiter Innovative Fabriksysteme am DFKI und Experte für das Thema KI in der Produktion, erklärt: „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.“

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Big Data für den Mittelstand

In einem weiteren Use Case zeigt die Smartfactory-KL, wie Daten aus einem Anlagen-Dashboard für die Mitarbeiter visualisiert werden können. Prof. Detlef Zühlke, Vorstandsvorsitzender der Smartfactory-KL, erklärt, was an diesem Anwendungsfall so besonders ist: „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.“

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. Damit würde die Suche in Aktenordnern oder Textdateien am Computer entfallen. Davon überzeugen kann man sich auf der Hannover Messe.

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Das sind die Partner des Demonstrators:

  • B&R
  • Bosch Rexroth
  • Eplan
  • Festo
  • Harting
  • Huawei
  • IBM
  • Kist Europe
  • Mettler Toledo
  • Minitec
  • Phoenix Contact
  • Pilz
  • Proalpha
  • Tüv Süd
  • Weidmüller.

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