KI-basierte Montage & Qualitätskontrolle

Experten am Fraunhofer-IGD haben eine Software entwickelt, die per Künstlicher Intelligenz die Montage von Baugruppen optimiert und auch noch die Qualität überprüft. Industrielle Montagelinien gibt es in mannigfaltiger Art. Einige sind gekennzeichnet von stetig wechselnden Produktaufbauten, während sich andere durch komplexe Prozesse und hohen Abstimmungsbedarf zwischen Werker und weiteren Experten auszeichnen. Das Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD unterstützt Anwender nun mit einer Kombination aus Augmented Reality (AR) und Künstlicher Intelligenz (KI) bei den Herausforderungen in der Produktion, heißt es. Diese Möglichkeit besteht aus einem AR-gestützten Montagearbeitsplatz, der den Montagemitarbeiter durch die Abfolge des Zusammenbaus führt und gleichzeitig eine Qualitätskontrolle der Bauteile sowie eine Remote-Unterstützung bietet, wie die Experten erklären. Unternehmen reduzieren so die Fehlerquote und teure Stillstandszeiten.

Unmittelbare Rückmeldung vermeidet Montagefehler

Die Augmented-Reality-Brille auf dem Kopf, habe der Montagemitarbeiter die Reihenfolge und Ausrichtung der einzelnen Bauteile direkt vor Augen. Das ist keine Zukunftsvision, machen die IGD-Forscher klar, sondern vereinfacht bereits heute Produktionsprozesse. Der AR-gestützte Montagearbeitsplatz macht nicht zuletzt die Anleitungen auf Papier überflüssig. Stattdessen nehmen vier Kameras das Arbeitsfeld auf und führen das Personal via mobiler AR-Ausgabeeinheit – also beispielsweise per Tablet oder AR-Brille – durch die einzelnen Montageschritte.

Was passiert nun, wenn die Person zum falschen Bauteil greift? Nun: Eine visuelle Fehlermeldung inklusive Einblendung des korrekten Elements erscheint unmittelbar im Sichtfeld des potenziellen Feherverursachers.

Oder ist das Bauteil zwar richtig, wird aber falsch positioniert? Auch in diesem Fall erfolge ein Feedback, was ebenso geschehe, wenn die Komponente einen Mangel wie zum Beispiel ein fehlendes Bohrloch aufweise. Das spart teure Folgen, betonen die Forscher.

Externer Support blendet sich virtuell hinzu

Gefragt ist diese Unterstützung beispielsweise im Automotive-Bereich, aber auch im Anlagen- und Werkzeugbau sowie in der Qualitätssicherung. Auch der Herstellungsprozess von Akkus und individuell aufgebauten Schaltschränken sind mögliche Anwendungsfelder, wie die Experten sagen. Insbesondere für komplexe Produktaufbauten biete die Software noch einen weiteren Vorteil. Denn treten etwa Fragen oder Probleme auf, lässt sich ohne Verzögerung ein Experte von außen hinzuziehen, der die Person an der Montagelinie dann dahingehend unterstützt. Per direkter virtueller Präsenz wird dabei erklärt und es werden Anmerkungen im Sichtfeld eingeblendet. Durch die Nutzung der immersiven AR-Technologien erscheint der Helfer übrigens direkt in der Umgebung, quasi im Erfahrungsraum des Nutzers, wodurch eine Art natürliche Kommunikation und Interaktion entsteht – so, als wären beide Gesprächsteilnehmer physisch präsent. Diese Form der Telepräsenz ist eine Kernanwendung des „Industrial Metaverse“.

Künstliche Intelligenz mit CAD-Modellen anlernen

In der Entwicklung der Technologie kombinierte das IGD-Team Augmented Reality mit Methoden des maschinellen Lernens. Die KI wird dabei mit computergenerierten Bildern auf Basis der CAD-Modelle angelernt, heißt es. Sie benötige deshalb keine Fotos der Realität. Das reduziere die jeweilige Vorlaufzeit. Zusätzlich entfalle der weitere Arbeitsschritt von den CAD-Modellen hin zu den gestalteten und ausgedruckten Arbeitsanweisungen, die bisher noch vielerorts die Reihenfolge des Zusammenbaus vorgeben würden.

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