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Regionale Forschungsprojekte

Für mehr Intelligenz in der Produktion 

Die produzierende Industrie steht vor großen Veränderungsprozessen oder steckt bereits mittendrin. Schlagworte wie Industrie 4.0, Plattform-Ökonomie, Internet der Dinge und Digitalisierung stehen für die grundlegende Erneuerung bekannter Produktionstechniken, Prozesse und Geschäftsmodelle.

MARI Projektpartner

Professor Dr. Carsten Röcker (Institut für industrielle Informationstechnik), Boris Friedrich (Bosch Rexroth), Dr. Lukas Galla (Bosch Rexroth), Sebastian Büttner (Institut für industrielle Informationstechnik), Sergej Bergen (Bosch Rexroth), Christoph Schiferle (Bosch Rexroth) und Peter Ludwig (Bosch Rexroth) (v.l.) Foto: CENTRUM INDUSTRIAL IT (CIIT)

Umso wichtiger ist es für die Entscheider, Austausch mit Experten zu pflegen. Dazu gehören Forscher und Wissenschaftler an Hochschulen und Instituten, die an den Produktionskonzepten von morgen arbeiten. Unter den rund 500 Ausstellern auf der FMB sind verschiedene Hochschulen und andere Forschungseinrichtungen. Viele von ihnen gehören zu den (forschenden) Akteuren des Spitzenclusters „Intelligente Technische Systeme OstWestfalenLippe – it´s OWL“ und präsentieren auf dem Gemeinschaftsstand in Halle 21 aktuelle Entwicklungsprojekte aus dem industriellen Umfeld.

Mit dabei ist u.a. die Smart Factory OWL, die auf dem Campus der Hochschule OWL in Lemgo angesiedelt ist. Hier geben das Fraunhofer IOSB und das Institut für industrielle Informationstechnik (IniT) mittelständischen Unternehmen die Gelegenheit, neue Technologien der Digitalisierung und intelligenten Automation zu erproben. Das Fraunhofer Institut für Entwurfstechnik Mechatronik IEM und das Heinz Nixdorf Institut gelten als führend in der Entwicklung neuer Methoden der Produktentstehung (Stichwort „Model-Based Systems Engineering“). Das CITEC Exzellenzcluster Kognitive Interaktionstechnologie und das CoR-Lab der Universität Bielefeld entwickeln Maschinen und Roboter, die vom Menschen und seinem Verhalten lernen und forschen an neuen Wegen der Mensch-Maschine-Interaktion. Im Kompetenzzentrum Digital in NRW unterstützen die Forschungseinrichtungen gemeinsam kleine und mittlere Unternehmen dabei, die Potenziale der Digitalisierung zu erschließen.

Intelligente Assistenzsysteme für mobile Anwendungen in der Industrie
Intelligente Assistenzsysteme werden die Arbeitswelt der Zukunft (r)evolutionieren. Doch während große Unternehmen bereits Assistenzsysteme einsetzen, ist das Potential für kleine und mittelständische Unternehmen längst nicht ausgeschöpft. Dies liegt vor allem an den vielfältigen Einsatzmöglichkeiten von Assistenzsystemen, die gleichzeitig eine hohe Flexibilität der Systeme fordern. Die Innovation der Lemgoer Forscher am Institut für industrielle Informationstechnik (inIT) der Hochschule OWL: Ein Assistenzsystem für den Mittelstand, das auf Mobilität, Intelligenz und Modularität setzt.

Um zukünftig Mitarbeiter in der Produktion durch moderne Technologien zu unterstützen, „bedarf es insbesondere neuer mobiler Lösungen, die überall in den Unternehmen eingesetzt werden können und nicht an stationäre Arbeitsplätze gebunden sind“, erläutert Professor Carsten Röcker, Projektleiter und Vorstand am inIT, den Forschungsansatz. Hier setzt das Forschungsvorhaben „MARI“ an: Gemeinsam mit Partnern aus der Industrie und Forschung entwickeln und evaluieren die Lemgoer Wissenschaftler dabei den Prototypen eines modularen und intelligenten Augmented Reality (AR)-basierten Assistenzsystems für mobile Anwendungsszenarien in kleinen und mittelständischen Unternehmen.

Augmented Reality, die „erweiterte Realität“, biete laut Röcker Beschäftigten eine Möglichkeit, „um bei der technologischen Entwicklung und den wachsenden Anforderungen in der digitalen Fabrik Schritt halten zu können“. Die reale Welt wird dabei mit digitalen Objekten überlagert – etwa mit Hilfe von Projektionen oder AR-Brillen. Nachdem sich die Lemgoer Forscher bereits intensiv mit Assistenzsystemen an stationären Handarbeitsplätzen beschäftigt haben, wollen sie nun neue mobile Interaktionstechnologien realisieren.

„Das zu entwickelnde System wird mobil sein und ist dadurch für viele Anwendungsszenarien geeignet. Indem es neue Tätigkeiten bereits während der einmaligen Durchführung erlernt und ein breites Spektrum industrieller Tätigkeiten abdeckt, können die Beschäftigten auch mittels Künstlicher Intelligenz unterstützt werden“, beschreibt Professor Röcker das Ziel des Forschungsvorhabens. Der modulare Aufbau ermöglicht eine einfache und schnelle Anpassung des Systems an verschiedene Tätigkeiten in der Fertigung, Montage oder Qualitätssicherung. Das System kann durch die integrierte Sensorik Arbeitstätigkeiten multimodal erkennen, analysieren und hieraus Modelle für die zukünftige Assistenz von manuellen Tätigkeiten bilden.

Durch den modularen Aufbau lassen sich so auch verschiedene Komponenten zur Interaktion je nach Anwendung kombinieren. „Über eine generische Schnittstelle können verschiedene Interaktionsgeräte angeschlossen werden, wie Wearables, AR-Datenbrillen oder Eyetracker, die untereinander kombiniert werden können“, beschreibt Röcker das Vorgehen. Beschäftigte könnten so die für den aktuellen Anwendungsfall passenden Interaktionsgeräte nutzen: Beispielsweise kann von einem Tablet mit Projektion auf eine AR-Brille gewechselt werden, wenn etwa freie Hände zur Reparatur einer Anlage benötigt werden.

„Unsere Vision ist Wissenstransfer und eine Erleichterung von Arbeitsschritten, beispielsweise bei der Fehleranalyse und Wartung von Anlagen“, so der Wissenschaftler. Den Menschen dabei stets im Mittelpunkt: Unterstützung und Fehlerreduktion bei der Montage sowie kurze Anlernzeiten seien nur einige Vorteile von computergestützten Assistenzsystemen, um den Menschen in der digitalen Fabrik der Zukunft zu unterstützen.

Für die Lemgoer Wissenschaftler sind intelligente Assistenzsysteme der Schlüssel, um die steigende Komplexität der Anlagen für Menschen handhabbar zu machen. Seit Jahren forschen sie intensiv zum Themenfeld Mensch-Maschine-Interaktion für die Industrie 4.0.