Projekt SAM-KI: Selbstgesteuerte Assistenz für die manuelle Montage sowie Kommunikation und Interaktion

BMBF-Fördermaßnahme Zukunft der Arbeit: Mittelstand – innovativ und sozial

Logo SAM-KI

In Montageprozessen von mittelständischen Unternehmen werden bis heute wesentliche Arbeitsschritte oder Kommunikationsbedarfe zur Klärung technischer Detailfragen zwischen dem Montagepersonal und den prozessbeteiligten Fachabteilungen überwiegend analog und manuell abgewickelt. Zugleich treten bei Montageprozessen die Qualitätsmängel der vorgelagerten Prozessschritte zu Tage. Diese Defizite müssen frühzeitig erkannt und an die Fachabteilung kommuniziert werden. Eine wachsende Komplexität der Produkte führt darüber hinaus zu steigenden Qualitätsanforderungen an das Montagepersonal hinsichtlich ihrer Merkfähigkeit und motorischen Fähigkeiten. Die bislang praktizierte analoge Interaktion und Kommunikation wird inzwischen durch Telearbeit der prozessbeteiligten Fachabteilungen erschwert.

Ziel des Forschungsprojekts SAM-KI ist die Entwicklung eines humanorientierten und mehrwertstiftenden digitalen Montageassistenzsystems. Das Assistenzsystem kann zukünftig vom Montagepersonal selbstgesteuert für verschiedene Prüf- oder Unterstützungsschritte zur Qualitätskontrolle trainiert werden. So können fehlende oder fehlerhaft montierte Bauteile durch das Montagepersonal detektiert werden. Hierunter fallen Produkte, die eine hohe Variantenvielfalt aufweisen oder Produkte mit besonders hohen Qualitätsanforderungen, bei denen häufige Zwischenprüfungen erforderlich sind.

»Das Projekt „Selbstgesteuerte Assistenz für die manuelle Montage sowie Kommunikation und Interaktion“, kurz SAM-KI, beschäftigt sich mit der technischen und sozialen Unterstützung von Montagepersonal in mittelständischen Unternehmen durch Qualitätsprüfung sowie digitaler Kommunikation und Interaktion.«

Qualitätskontrolle mit Tablet

Für das Montageassistenzsystem werden parallel drei Module entwickelt und als Gesamtlösung in den Montageprozess der beteiligten Anwenderunternehmen integriert. Im ersten Modul wird die Qualitätskontrolle von Komponenten und Baugruppen auf der Basis von Künstlicher Intelligenz und Computer Vision-Verfahren erarbeitet. Im zweiten Modul wird der Kommunikations- und Interaktionsbedarf des Monteurs in ein multimodales System zur Verschlankung der unternehmensinternen Kommunikation überführt. Dies unterstützt eine digitale und textbasierte Abstimmung zur Fachabteilung mittels Tablets, um montagetechnische Problemstellung zu übermitteln. Das dritte Modul gestaltet die MenschMaschine-Schnittstelle, basierend auf einer intuitiven Systemgestaltung und adaptiven Assistenz, die je nach Vorerfahrung mit einem bestimmten Produkt den bereitgestellten Grad an Unterstützung durch das Montageassistenzsystem reguliert.

Aus arbeitswissenschaftlicher Sicht werden wichtige Erkenntnisse zur Gestaltung eines Montageassistenzsystems für eine hinsichtlich Alter, Qualifikation und Vorerfahrung heterogene Nutzergruppe gewonnen. Durch Umsetzung dieser Erkenntnisse wird eine erhebliche Reduzierung der Fehlerhaftigkeit sowie Durchlaufzeit in den Montageprozessen ermöglicht. Zusätzliche Potenziale entstehen durch die effizientere Reaktionsmöglichkeit auf Schwankungen der Auftragslage. So können Auftragsspitzen mit weniger erfahrenem Montagepersonal bearbeitet werden. Die im Projekt erarbeiteten Softwarelösungen, sollen nach Projektabschluss an Unternehmen in den Bereichen Maschinenbau, Anlagenbau, Flugzeugbau, Schiffsbau und Automobilbau lizenziert werden.

Förderhinweis

Dieses Forschungs- und Entwicklungsprojekt wird im Rahmen des Programms „Zukunft der Arbeit“ (Förderkennzeichen: 02L20C530) vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert und vom Projektträger Karlsruhe (PTKA) betreut. Die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung liegt bei der Autorin/beim Autor.

Autor

Philipp Mößner
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
philipp.moessner@ipa.fraunhofer.de