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



  • Fraunhofer-Außenstelle in Schweinfurt eröffnet

    Fraunhofer-Außenstelle in Schweinfurt eröffnet

    Unter der Überschrift ‘KI-noW‘ (Künstliche Intelligenz (KI) für eine nachhaltig optimierte Wertschöpfung) wollen Forscher des Fraunhofer IPA neueste Erkenntnisse der angewandten Forschung in die industrielle Praxis überführen. Zur Veranschaulichung zeigt…

    mehr lesen: Fraunhofer-Außenstelle in Schweinfurt eröffnet

  • Lagebericht der IT-Sicherheit

    Lagebericht der IT-Sicherheit

    Das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) hat Mitte Oktober seinen Bericht zur Lage der IT-Sicherheit in Deutschland 2020 veröffentlicht. Dazu erklärt Susanne Dehmel, Mitglied der Bitkom-Geschäftsleitung: „Zu Beginn…

    mehr lesen: Lagebericht der IT-Sicherheit

  • Cognizant erweitert IoT-Portfolio

    Cognizant erweitert IoT-Portfolio

    Mit der Übernahme des IoT-Spezialisten Bright Wolf, will der IT-Dienstleister Cognizant seine Expertise im Bereich Internet of Things erweitern.

    mehr lesen: Cognizant erweitert IoT-Portfolio

  • Schutz von Workstations

    Schutz von Workstations

    Stormshield erweitert seine Produktpalette mit Endpoint Security Evolution. Dabei handelt es sich um eine Lösung zum Schutz von Workstations, die speziell auf aktuelle Cybersicherheitsprobleme zugeschnitten ist.

    mehr lesen: Schutz von Workstations

  • Schutz industrieller Netzwerke und Automatisierungssysteme

    Schutz industrieller Netzwerke und Automatisierungssysteme

    Die Siemens-Netzwerkkomponenten der Scalance-SC-600-Familie zielen auf den Schutz von industriellen Netzwerken und Automatisierungssystemen durch die Segmentierung des Netzwerkes und sichere Kommunikationskanäle ab. Mit dem neuen Modell Scalance SC622-2C präsentiert der…

    mehr lesen: Schutz industrieller Netzwerke und Automatisierungssysteme

  • Stabilisierung, aber noch kein Ende der Krise

    Stabilisierung, aber noch kein Ende der Krise

    In vielen Ländern Europas scheint sich der Arbeitsmarkt zu stabilisieren. Darauf deuten die Zahlen des Europäischen Arbeitsmarktbarometers hin, das nun erstmals veröffentlicht wurde.

    mehr lesen: Stabilisierung, aber noch kein Ende der Krise

  • GBTEC und Proalpha arbeiten zusammen

    GBTEC und Proalpha arbeiten zusammen

    GBTEC und Proalpha haben angekündigt, zukünftig in den Bereichen Process Mining und Business Intelligence zusammenzuarbeiten. Kunden sollen so einen Mehrwert bei der digitalen Transformation erhalten.

    mehr lesen: GBTEC und Proalpha arbeiten zusammen

  • Mehr Schadprogramme, mehr Digitalisierung

    Mehr Schadprogramme, mehr Digitalisierung

    Mehr als eine Milliarde Schadprogramme verzeichnet das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik im aktuellen Lagebericht. Und auch die Corona-Pandemie wirkt sich auf die aktuelle Sicherheitslage aus.

    mehr lesen: Mehr Schadprogramme, mehr Digitalisierung

  • Zwischen digitaler Transformation und steigender Komplexität

    Zwischen digitaler Transformation und steigender Komplexität

    CIOs setzen auf Automatisierung und KI, um wachsende Kluft zwischen begrenzten IT-Ressourcen und steigender Cloud-Komplexität zu überbrücken. Dies geht aus einer Studie von Dynatrace hervor.

    mehr lesen: Zwischen digitaler Transformation und steigender Komplexität

  • Aktuelle Lage verbessert, Erwartungen gehen zurück

    Aktuelle Lage verbessert, Erwartungen gehen zurück

    Die Erwartungen an die wirtschaftliche Entwicklung gehen laut aktueller ZEW-Zahlen im Oktober zurück. Die Einschätzung der aktuellen konjunkturellen Lage hat sich jedoch erneut verbessert.

    mehr lesen: Aktuelle Lage verbessert, Erwartungen gehen zurück

  • Neues Trio an der MPDV-Spitze

    Neues Trio an der MPDV-Spitze

    Die MPDV hat seit Oktober drei neue Geschäftsführer. Nathalie Kletti, Thorsten Strebel und Jürgen Petzel stehen an der Spitze des Unternehmens.

    mehr lesen: Neues Trio an der MPDV-Spitze

  • Beschäftigtensituation im Maschinenbau bleibt angespannt

    Beschäftigtensituation im Maschinenbau bleibt angespannt

    Die Beschäftigtensituation im Maschinen- und Anlagenbau bleibt weiter angespannt. Im August ging die Zahl der Beschäftigten im Vergleich zum Vormonat um weitere 2.165 auf 1,025 Millionen zurück. Damit sind fast…

    mehr lesen: Beschäftigtensituation im Maschinenbau bleibt angespannt