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.
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