Smarte intelligente Produktion

Künstliche Intelligenz, Roboter und intelligente Software steigern die Effizienz in der Produktion, entlasten Mitarbeiter und erweitern die Kapazitäten.

Analyse mit Tablet in Anlage © STIWA Group
Analyse mit Tablet in Anlage © STIWA Group
Smartwatch mit Alarmierungs-App © STIWA Group
Smartwatch mit Alarmierungs-App © STIWA Group
STIWA Maschinenleitstand – AMS ZPoint-CI © STIWA Group
STIWA Maschinenleitstand – AMS ZPoint-CI © STIWA Group
Einsatzgebiet der Smartwatch-App an einer Hochleistungslaserschweißanlage der STIWA Group © STIWA Group
Einsatzgebiet der Smartwatch-App an einer Hochleistungslaserschweißanlage der STIWA Group © STIWA Group

17.12.2019

Mit der rasanten Entwicklung der künstlichen Intelligenz (KI) und der Robotertechnologie steht die Automatisierung an einem Wendepunkt. Heutzutage können Roboter eine Reihe von Funktionen ausführen, ohne dass ein erheblicher menschlicher Eingriff erforderlich ist. Automatisierte Technologien führen nicht nur iterative Aufgaben aus, sondern erweitern auch die Kapazitäten der Belegschaft erheblich.

Zukunft der Automatisierung

Die Produktion der Zukunft greift auf die künstliche Intelligenz zurück, um zu optimieren, die Effizienz zu steigern und stabile Produktionsprozesse zu realisieren. Dahinter steht eine Unmenge an gesammelten Daten über Materialzustände, Maschinenzustände, Prozessabläufe und vieles mehr. Die Maschinen und Anlagen müssen zunehmend vernetzt und ins bestehende Firmennetzwerk eingebunden werden. Ganze Anlagen und Produktionsabläufe werden heute digital und virtuell simuliert. Das Sammeln der richtigen Daten und die entsprechende Interpretation der Daten übernimmt zunehmend die künstliche Intelligenz. Sie berechnet auch Adaptierungen, Optimierungen und Verbesserungen.

Mensch-Maschine-Interaktion

Dennoch funktioniert ein reibungsloser Produktionsprozess auch in der Produktion der Zukunft nicht ganz ohne den Menschen, auch wenn intelligente mechatronische Systeme lernfähig sind. Das Erfassen und Beheben von Fehlern und Störungen oder das Überwachen der Abläufe obliegt meist immer noch den menschlichen Fachkräften. Die optimale Mensch-Maschine-Interaktion ist daher eine der Herausforderungen im Themenbereich Produktion der Zukunft.

Maschinenleitstand am Handgelenk

Mit einer beeindruckenden Entwicklung hat hier kürzlich die STIWA Group aufhorchen lassen. Der Geschäftsbereich Manufacturing Software entwickelte einen „Maschinenleitstand am Handgelenk“ – eine Smartwatch-App, die die Facharbeiter bei auftretenden Störungen benachrichtigt. Die Lösung wird derzeit in einem Pilotprojekt am Standort der STIWA Advanced Products GmbH in Gampern eingesetzt, wo die Maschinenführer mehrere Terminals gleichzeitig im Auge behalten und auf Störungen rasch reagieren müssen. Die App entlastet die Mitarbeiter nun deutlich, erleichtert das Priorisieren der Aufgaben und sorgt für eine effizientere Produktion.

Komplexe Fertigung

Die Anforderungen kamen aus dem Geschäftsbereich Zulieferproduktion der STIWA am Standort Gampern. Das Team stellt aus Einzelteilen unter anderem mittels Füge- bzw. Laserschweiß-Prozessen auf vollautomatischen Montagelinien Baugruppen her, die in der Automobilindustrie verwendet werden. Diese Montagelinien, gebaut vom hauseigenen Geschäftsbereich Automation in Attnang-Puchheim, beinhalten eine Vielzahl von Fertigungsmodulen. Die Zykluszeiten der Anlagen bewegen sich im niedrigen einstelligen Sekundenbereich. Teilweise werden auch mehrere Anlagen im Verbund betrieben.

Reaktionszeit entscheidend

Verantwortlich für die Betreuung der Montagelinien sind die Maschinenführer, unterstützt von bis zu drei Bedienern. Dabei ist die Anlagenverfügbarkeit bzw. der Output der Anlage maßgeblich von der Reaktionsgeschwindigkeit des Maschinenführers abhängig – zum Beispiel, um für Materialnachschub zu sorgen oder auftretende Störungen rasch zu beheben. Dazu stehen dem Maschinenführer an der Anlage mehrere Terminals zur Verfügung, über die er die notwendigen Schritte setzen kann. Bei Verbundanlagen mit einer Grundfläche von bis zu 240 m² ist es keine leichte Aufgabe, die Terminals kontinuierlich im Auge zu behalten und die Anlagen damit optimal zu betreiben.

App alarmiert bei Handlungsbedarf

Um die Interaktion zwischen Mensch und Maschine (HMI) zu verbessern, hat der STIWA Group-Geschäftsbereich Manufacturing Software in enger Zusammenarbeit mit dem Produktionsstandort in Gampern eine eigene Smartwatch-App entwickelt, die den Maschinenführer aktiv bei auftretenden Störungen benachrichtigt. Die Smartwatch ist über WLAN mit dem Firmennetzwerk verbunden. Die App kann auf unterschiedlichsten mobilen Endgeräten verwendet werden. Dabei werden Alarme, Meldungen bzw. Vorwarnungen einer bzw. mehrerer Anlagen dem Mitarbeiter zum Beispiel direkt an der Smartwatch angezeigt.

Großer Nutzen

Die Daten dazu kommen vom eigenen Maschinenleitstand (AMS ZPoint-CI), entsprechend aufbereitet durch einen gesonderten Filter. Dem Anwender ist es damit möglich, Alarme bzw. Meldungen auszublenden, damit nur die wirklich relevanten Informationen an der Smartwatch ankommen. Die jeweilige Anlage wird somit zum Bring-System und gibt dem Maschinenführer eine rasche Übersicht der anstehenden Meldungen. Steht eine neue Meldung an, wird der Maschinenführer mittels Vibration aktiv benachrichtigt. Wenn erforderlich, können Detailinformationen einer Meldung durch einen Klick auf das Touchdisplay abgerufen werden. Sind die Störfälle behoben, wird die Meldung automatisch ohne gesonderte Eingabe gelöscht.

Mitarbeiter entlastet

Die Praxis zeigt, dass der Maschinenführer durch die Alarmierung mittels Smartwatch schneller reagieren kann. Dies erhöht die Verfügbarkeit der Anlage. Die Zeit- und Wegersparnis für den jeweiligen Mitarbeiter ist beträchtlich, da er durch den „Maschinenleitstand am Handgelenk“ immer zur richtigen Zeit am richtigen Ort sein kann. Am Produktionsstandort Gampern sind aktuell elf Smartwatch-Geräte im Einsatz und erleichtern täglich die Arbeit der Facharbeiter. Ein besonderer Vorteil ist, dass sie durch die Smartwatch immer beide Hände zum Arbeiten frei haben. Für die Bedienung von mehreren Maschinen kann die App entsprechend konfiguriert werden. Dadurch wird der Maschinenführer zusätzlich entlastet, da er nicht mehrere Leitstände gleichzeitig im Blick behalten muss. Die Alarmierungslösung ist über den App Store „Google Play“ verfügbar.

STIWA Group

Die STIVA Group ist ein weltweit führender Spezialist auf dem Gebiet der Hochleistungsautomation. Die drei strategischen Geschäftsfelder umfassen Automation, Produktion und Software. Das Familienunternehmen mit Hauptsitz in Attnang-Puchheim beschäftigt mehr als 2.000 Mitarbeiter in vier Ländern und erzielte im Geschäftsjahr 2018/2019 einen Umsatz von 267 Mio. Euro. Mit umfassendem Know-how in innovativen Fertigungstechnologien (unter anderem Laseranwendungen), allen Grundfertigungen und der Montage sowie dem beherrschten Zusammenspiel von Entwicklung, Prozesstechnik und Produktion schafft STIWA im Geschäftsbereich Zulieferproduktion die Basis für kostenoptimale und qualitativ hochwertige Serienprodukte sowie Montagebaugruppen. www.stiwa.com

Erfahrungsaustauschrunde KI

Probleme sind selten einzigartig und meist schon einmal von jemandem bewältigt worden. Daher organisiert der Mechatronik-Cluster regelmäßig Erfahrungsaustauschrunden (ERFA), in denen die teilnehmenden Partnerunternehmen Erfahrungen und wertvolles praktisches Wissen austauschen. Mit frischen Ideen und neuen Werkzeugen an der Hand bewältigen sie ihre täglichen Herausforderungen vielseitiger als zuvor. Zum Thema künstliche Intelligenz ist demnächst ebenfalls eine ERFA-Runde geplant.