Selbstgesteuerte Assistenz für die manuelle Montage sowie Kommunikation und Interaktion (SAM-KI)

Problemstellung
In Montageprozessen von mittelständischen Unternehmen werden bis heute wesentliche Arbeitsschritte oder Kommunikationsbedarfe zur Klärung technischer Detailfragen zwischen dem Montagepersonal und den prozessbeteiligten Fachabteilungen vorrangig analog und manuell abgewickelt. Zugleich treten bei Montageprozessen die Qualitätsmängel der vorgelagerten Prozessschritte zu Tage. Diese Defizite müssen frühzeitig erkannt und an die Fachabteilung kommuniziert werden. Darüber hinaus führt die wachsende Komplexität der Produkte und Produktvarianten zu steigenden Qualitätsanforderungen an die Werker hinsichtlich ihrer Merkfähigkeit und motorischen Fähigkeiten. Die bislang praktizierte analoge Interaktion und Kommunikation wird aktuell durch Telearbeit und die damit zusammenhängende dezentrale Arbeitsweise der prozessbeteiligten Fachabteilungen erschwert.

Projektziel
Ziel des Forschungsprojekts SAM-KI ist die Entwicklung eines humanorientierten und mehrwertstiftenden digitalen Montageassistenzsystems. Das Assistenzsystem kann zukünftig vom Montagepersonal selbstgesteuert für verschiedene Prüf- oder Unterstützungsschritte zur Qualitätskontrolle trainiert werden. So können fehlende oder fehlerhaft montierte Bauteile im Prozess detektiert werden. Hierunter fallen Produkte, die eine hohe Variantenvielfalt aufweisen oder mit besonders hohen Qualitätsanforderungen, bei denen häufige Zwischenprüfungen erforderlich sind.

Vorgehensweise
Für das Montageassistenzsystem werden parallel drei Module entwickelt und als Gesamtlösung in den Montageprozess der beteiligten Anwenderunternehmen integriert. Im ersten Modul wird die Qualitätskontrolle von Komponenten und Baugruppen auf der Basis von KI-Verfahren erarbeitet. Im zweiten Modul wird der Kommunikations- und Interaktionsbedarf des Monteurs in ein multimodales System zur Verschlankung der unternehmensinternen Kommunikation überführt. Dies unterstützt eine digitale und textbasierte Abstimmung zur Fachabteilung mittels Tablets, um montagetechnische Problemstellung zu übermitteln. Das dritte Modul gestaltet die Mensch-Maschine-Schnittstelle, basierend auf einer intuitiven Systemgestaltung und adaptiven Assistenz, die je nach Vorerfahrung mit einem bestimmten Produkt den bereitgestellten Grad an Unterstützung durch das Montageassistenzsystem reguliert.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Aus arbeitswissenschaftlicher Sicht werden wichtige Erkenntnisse zur Gestaltung eines Montageassistenzsystems für eine hinsichtlich Alter, Qualifikation und Vorerfahrung heterogene Nutzergruppe gewonnen. Durch Umsetzung dieser Erkenntnisse wird eine erhebliche Reduzierung der Fehlerhaftigkeit sowie Durchlaufzeit in den Montageprozessen ermöglicht. Zusätzliche Potenziale entstehen durch eine schnelle Reaktionsmöglichkeit auf Schwankungen der Auftragslage. So können Auftragsspitzen mit weniger erfahrenem Montagepersonal bearbeitet werden. Die im Projekt erarbeiteten Softwarelösungen sollen nach Projektabschluss an Unternehmen in den Bereichen Maschinenbau, Anlagenbau, Flugzeugbau, Schiffsbau und Automobilbau lizenziert werden.

• DILO Armaturen und Anlagen GmbH
• Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein
• Karlsruher Institut für Technologie (Universitätsaufgabe)
• SEHO Systems GmbH
• Visometry GmbH