Werkerassistenzsystem mit integrierter KI

350530 Bild 01 industrieller Werker 20250306092422
Bildquelle: OpenAI

Mit dem demografischen Wandel geht ein Generationenwechsel einher, der zunehmend in einen Fachkräftemangel mündet. So verlieren Industrieunternehmen wertvolles Wissen, das über Jahre im Shopfloor aufgebaut wurde – es wird in der Regel weder verschriftlicht, noch dokumentiert. Ein weiterer Effekt von schlechtem Informationsmanagement ist, wenn Mitarbeiter mit veralteten, unvollständigen oder falschen Arbeitsanweisungen arbeiten. So können Stücklisten und Arbeitspläne fehlerhaft sein. „Solche Probleme werden in der Regel nicht an die Arbeitsvorbereitung rückgemeldet, da das in der klassischen Fertigung zu umständlich ist“, erläutert Friedrich Steininger, Managing Director von DE Software & Control. „Insgesamt sind auch die Erstellung und Aktualisierung von Arbeitsanweisungen umständlich.“

Wissensmanagement etablieren

Für viele Unternehmen ist es daher an der Zeit, sich mit der Wissensweitergabe zu beschäftigen. Das hat zunächst zur Folge, das vorhandene Wissen archivieren zu müssen. „Außerdem, und das ist noch wichtiger, ist es, das Wissen automatisch zur richtigen Zeit am richtigen Ort zur Verfügung zu stellen“, ergänzt Andreas Tobisch, operativer Geschäftsführer (COO) bei DE Software & Control. „Nur so kann die Automatisierung der Erhaltung und Weitergabe unternehmensinternen Wissens gelingen.“

Digitale Werkerassistenzsysteme

In der Wissensvermittlung und -bereitstellung können digitale Werkerassistenzsysteme eine entscheidende Rolle spielen: „In Produktionsumgebungen assistieren sie dem Menschen bei physischen Aufgaben, stellen ihm Informationen für den nächsten Handgriff oder den nächsten Prozess zur Verfügung“, erläutert Steininger. „Wo es bisher um die Visualisierung von Arbeitsschritten ging, werden sie künftig der breiten Informationsbereitstellung dienen und den individuellen Arbeitsplatz mit ’smartness‘ ausstatten.“ So kombiniert das Werkerassistenzsystem Work-stAItion 5.0 der Firma Sprach- und Bilderkennung mit künstlicher Intelligenz. Die Basis stellen Arbeitsanweisungen dar, die im System abgebildet sind. Das System erkennt automatisch den Mitarbeiter und bereitet Arbeitsanweisungen mit Schritt-für-Schritt-Anleitungen individuell für ihn in Form von Text, Bild und Videos auf. Ein KI-gestützter Chatbot (Large Language Modell) ergänzt die klassischen Funktionen. Der Werker kommuniziert mit dem Chatbot, indem er eine Spracheingabe über ein Mikrofon oder eine Texteingabe durchführt und erhält vom System eine Antwort. Der Chatbot kombiniert dafür arbeitsplatzspezifisches Wissen, das auf die Arbeitsanweisungen zurückgeht, mit Firmenwissen. Werker können in beide Richtungen kommunizieren. Unmittelbar bei Erkennen eines Problems oder eines Fehlers in einer Anweisung kann der Mitarbeiter dies über das Chatbot-System melden. So lassen sich Korrekturen durchführen und die Arbeitsprozesse des Werker-Arbeitsplatzes iterativ verbessern. „Je genauer und korrekter die Instruktionen sind, desto effizienter gestaltet sich die Arbeit jedes Werkers“, sagt Steininger. „Denn der Werker kann jederzeit die relevanten Informationen an der passenden Stelle im Prozess abrufen – übersetzt in seine Muttersprache, sodass die Sprachbarriere wegfällt.“

Schulungsmaterial erstellen

Auch die Wissensdokumentation wird vereinfacht: Aus Schulungen können etwa Videos erstellt und daraus textuelle und bebilderte Anweisungen generiert werden. Mit Speech-to-Text-Technologie kann zudem der redaktionelle Aufwand für Erstellung und Aktualisierung von Arbeitsanweisungen insgesamt reduziert werden. „Für das Onboarding bedeutet das, dass das Wissen von Fachkräften in der Station gespeichert und damit an jedem Arbeitsplatz in digitaler Form vorhanden ist“, sagt Tobisch. „Es bedarf keiner menschlichen Einweisung, das Gerät beantwortet auch wiederholte Fragen und urteilt nicht. Damit sinkt die Abhängigkeit von Fachpersonal im Einweisungsprozess und die Onboardingzeit verkürzt sich deutlich.“

Fehler KI-gestützt vermeiden

Die Wissensbereitstellung in Kombination mit der Integration von Geräten wie Lasern, Schraubsystemen, Waagen oder Pick-by-Light-Modulen in das Werkerassistenzsystem erlaubt es, auch spezifische Probleme zu lösen, etwa wenn ein Bauteil vergessen, eine falsche Komponente verbaut oder zwar das richtige Teil verwendet, aber falsch installiert wurde. Im laufenden Prozess wird dafür der Mitarbeiter durch den Prozess geführt, indem z.B. ein Lasersystem die korrekte Positionierung von Bauteilen millimetergenau vorgibt und die Geometrien für die richtige Montage anzeichnet. Ein Pick-by-Light-Gerät an den Behältern für Einzelteile wie Muttern oder Schrauben markiert die richtige Entnahmebox; der Werker muss dann bspw. ein Lichtsignal quittieren, um den nächsten Schritt vornehmen zu können. Ein Kamerasystem gleicht die montierte Baugruppe schließlich mit einem Referenzbild ab und zeigt gegebenenfalls Fehler auf. Erst wenn die Endprüfung erfolgreich war, kann die nächste Montage angestoßen werden. So lassen sich viele Produktionsfehler fast vollständig verhindern, der Prozess wird sicherer und dokumentiert. Takt- und Durchlaufzeiten können sinken, die Effizienz steigen. „Außerdem entfallen dadurch auch langwierige und aufwändige Arbeiten, sollten Werkern Fehler unterlaufen“, fügt Tobisch hinzu. „Man stelle sich nur einmal vor, die Herstellung einer Baugruppe nimmt für gewöhnlich eine ganze Woche in Anspruch – unterläuft da ein Fehler, muss die gesamte Gruppe demontiert werden, um den Fehler zu beheben.“ Noch gravierender wirkt sich dies aus, wenn ein Produktionsfehler erst nach Auslieferung bemerkt wird, denn dies hat einen Produktrückruf und hohe Änderungskosten zur Folge. Das Werkerassistenzsystem lässt sich in vielen Branchen einsetzen, etwa in der Automobilindustrie, dem Möbelbau, der elektromechanischen Fertigung oder dem Sondermaschinenbau.

Stand der Technik

Werkerassistenzsysteme können heute Informationen für Tätigkeiten individuell zusammenstellen und in Echtzeit bei der Arbeit unterstützen, basierend auf Informationen aus den Arbeitsanweisungen, Unternehmens- und allgemeinem Wissen. Ein KI-Chatbot erlaubt dabei eine bidirektionale Kommunikation. Arbeitsanweisungen können durch den Input verbessert, Unternehmenswissen gesichert und die Einarbeitung und Schulung am Arbeitsplatz vereinfacht werden.

www.de-group.net



  • Security as a Service für den sicheren Gebäudebetrieb

    Security as a Service für den sicheren Gebäudebetrieb

    Siemens Smart Infrastructure erweitert sein Angebot aus Dienstleistungen, Assets und Services für Sicherheitsanforderungen im Gebäudebetrieb. Das Komplettpaket Security as a Service (SecaaS) umfasst die Bereiche Gefahrenleitsysteme, Zutrittskontrolle, Einbruchmeldeanlagen und Videoüberwachungssysteme…

    mehr lesen: Security as a Service für den sicheren Gebäudebetrieb

  • MPDV stellt neue MES-Generation vor

    MPDV stellt neue MES-Generation vor

    Hydra X plattformoptimiert und interoperabel MPDV stellt neue MES-Generation vor Softwarehersteller MPDV läutet den Generationswechsel seiner MES-Lösung Hydra ein. Hydra X wird ab dem 1. April als modulare Software auf…

    mehr lesen: MPDV stellt neue MES-Generation vor

  • Ohne die richtigen Informationen funktioniert’s nicht

    Ohne die richtigen Informationen funktioniert’s nicht

    Das Schwestermagazin Industrial Communication Journal bekommt tatkräftige Unterstützung.

    mehr lesen: Ohne die richtigen Informationen funktioniert’s nicht

  • Bund fördert Gaia-X-Leuchtturmprojekte

    Bund fördert Gaia-X-Leuchtturmprojekte

    Gaia-X startet mit einem Förderwettbewerb in die Anwendungsphase. Interessierte können sich dafür noch bis zum 7. Mai bewerben.

    mehr lesen: Bund fördert Gaia-X-Leuchtturmprojekte

  • Neue Lösungen in Instandhaltung und Service

    Neue Lösungen in Instandhaltung und Service

    Am 20. und 21. April findet das 16. Anwenderforum ‘Einsatz mobiler Lösungen‘ statt. In diesem Jahr als reine Online-Veranstaltung.

    mehr lesen: Neue Lösungen in Instandhaltung und Service

  • Sichere Anlagen in der Prozessindustrie

    Sichere Anlagen in der Prozessindustrie

    Die Prozessindustrie stellt spezifische Anforderungen an die Sicherheit ihrer Anlagen. Wesentliche Elemente sind dabei die PLT-Sicherheitseinrichtungen.

    mehr lesen: Sichere Anlagen in der Prozessindustrie

  • Talend wird von Thoma Bravo übernommen

    Talend wird von Thoma Bravo übernommen

    Für 2,4Mrd.US$ will das Private Equity Unternehmen Thoma Bravo den Cloud-Integrator Talend übernehmen. Das Board of Directors von Talend hat der Absichtserklärung zugestimmt.

    mehr lesen: Talend wird von Thoma Bravo übernommen

  • Besserer Schutz bei der Arbeit mit Cobots

    Besserer Schutz bei der Arbeit mit Cobots

    Im Forschungsprojekt ‘Digitale Gefahrenprävention für kollaborative Roboterarbeitsplätze mithilfe einer webbasierten Planungshilfe (CobotPlaner)‘ hat das Fraunhofer IFF im Auftrag der Berufsgenossenschaft Holz und Metall (BGHM) eine webbasierte Planungshilfe entwickelt, die für…

    mehr lesen: Besserer Schutz bei der Arbeit mit Cobots

  • SAP-Kunden überdenken Pläne zur ERP-Umstellung

    SAP-Kunden überdenken Pläne zur ERP-Umstellung

    Die Corona-Pandemie führt bei Firmen zu verzögerten S/4Hana-Umstellungen. Der Befragung zufolge wollen die meisten Unternehmen ihre SAP-Installationen dennoch bis 2025 umgestellt haben. Besonders beliebt sind wohl Hybrid-Cloud-Infrastrukturen.

    mehr lesen: SAP-Kunden überdenken Pläne zur ERP-Umstellung

  • Unternehmen senken F&E-Ausgaben

    Unternehmen senken F&E-Ausgaben

    Im vergangenen Jahr lag der Anteil der F&E-Ausgaben deutscher Unternehmen gemessen am Umsatz bei 3,2 Prozent und damit unter dem Durchschnitt der Vorjahre.

    mehr lesen: Unternehmen senken F&E-Ausgaben

  • Corona-Pandemie gefährdet langfristig Ingenieurarbeitsmarkt

    Corona-Pandemie gefährdet langfristig Ingenieurarbeitsmarkt

    Die Corona-Pandemie hat im dritten Quartal in Folge gravierende Spuren auf dem Ingenieurarbeitsmarkt hinterlassen. Das zeigen die Zahlen für das 4. Quartal 2020 aus dem aktuellen Ingenieurmonitor, den der VDI…

    mehr lesen: Corona-Pandemie gefährdet langfristig Ingenieurarbeitsmarkt

  • Pandemie sorgt für Rekordrückgang des Arbeitsvolumens

    Pandemie sorgt für Rekordrückgang des Arbeitsvolumens

    Mit einem Rückgang um 4,7 Prozent auf 59,64 Milliarden Stunden ist das Arbeitsvolumen im Jahr 2020 aufgrund der Covid-19-Pandemie so stark eingebrochen wie noch nie. Dies geht aus der Anfang…

    mehr lesen: Pandemie sorgt für Rekordrückgang des Arbeitsvolumens