Industrie 4.0 auf dem Shop-Floor

Dieses Beispiel bezieht sich auf ein Demonstrations-Projekt für den Shop-Floor bei der Produktion/Montage im Automotive-Umfeld. Die zukünftige Lösung soll für die nächsten 12–15 Jahre eine stabile Basis bilden, aber kontinuierlich Innovationen aus dem Industrie-4.0-Umfeld ermöglichen.

In einem gemischten Team von Architekten, Entwicklern und Studenten hatte das Team in kurzer Zeit einen großen Anteil an der Demonstration. Manager der Automobilkonzernes konnten sich einen Eindruck in einer „echten“ Umgebung verschaffen, wie in der Zukunft die Produktion aussehen könnte. Im Mittelpunkt stand der Werker mit seinen speziellen Fähigkeiten. In der Zukunft ist er eher Eskalationsmanager als reiner Arbeiter. Maschinen, Roboter wie auch das Endprodukt selbst haben intelligente, selbststeuernde Einheiten. Viele der Produktionsprozesse sind weitestgehend automatisiert. Maschinen, Abläufe oder zu produzierende Produkte rufen „um Hilfe“ und ein Experte kann sich des Themas annehmen. Hintergrund ist der Gedanke, dass alles in der Produktion Kontexte sind, seien es die aktuelle Aufträge, die Zustände der Maschinen, die Fähigkeiten, Standorte und Gewohnheiten der Werker, oder auch die Umgebungswerte wie Druck, Temperatur oder Stau auf der Straße zur Belieferung oder Abholung.

Zur Demonstration wurde u.a. eine Indoor Navigation implementiert, die die Werker auf wenige Zentimeter genau orten kann, um so schnell den richtigen Werker zum Havarie Fall navigieren zu können. Nach anfänglichen Schwierigkeiten mit der Genauigkeit haben unsere Studenten herausgefunden, dass die Stromkabel einen negativen Effekt auf die Genauigkeit hatten. Ein Austausch dieser brauchte eine deutliche Verbesserung. Manchmal liegen die Probleme nicht nur in der Programmierung.

Ein zweiter Aspekt in der Demonstration war die Überprüfung der Einhaltung der Sicherheitsanforderungen. Im konkreten Fall sollte ein Helm getragen werden, wenn man die Halle betritt. Die erste Idee, die Helme mit RFID auszustatten wurde schnell verworfen, da man zwar ermitteln konnte, ob jemand den Helm dabeihatte, leider nicht, ob er den Helm aufgesetzt hat. Der zweite Versuch brachte schon den Erfolg: Bilderkennung und Maschine Learning Algorithmen erkannten schnell, ob der Helm oberhalb der Augen auf dem Kopf war. Neben den Kameras, die die Bilder aufnahmen, um dann in Echtzeit Bescheid zu geben, ob die Sicherheitsanforderungen erfüllt wurden, waren im Türrahmen weitere Sensoren verbaut. U.a. wurde die Größe des Werkers gemessen, so dass sich die Maschinen der jeweiligen Körpergröße anpassen konnten und ein angenehmes Arbeiten ermöglicht wurde.

Und wie testet man das Ganze, wenn man noch keinen Zugang zur Ausstellung hat? Naja, im eigenen Haus natürlich. Hierzu wurde ein Türrahmen gebaut, den man an beliebigen Orten aufstellen konnte. Und so kam, dass auch einige Tage die Kollegen durch zwei Türrahmen in die Kantine gehen mussten. Das war ein schöner Praxis Test.

Krönender Abschluss des Projektes war dann die Ausstellung selber, an der unser Team teilnehmen durfte. Das positive Feedback der Mitarbeiter des Automobilkonzernes war sehr motivierend für alle.

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