Technikforum

KI-gestützte, intelligente Montage­planung

Die Montageplanung und Montage selbst sind kostspielig und zeitintensiv. Sie verschlingen 30 bis 50 % der Personalkosten und umfassen etwa 20 % der Gesamtkosten für die Herstellung eines Produkts. Mitunter fließt die Hälfte der Produktionszeit in diese Aufgaben. Gründe hierfür sind zum einen ein zeitintensives Vorgehen bei der Montageplanung mit vielen Schleifen. Zum anderen ist die Umstellung auf mehr Automatisierung oft aus technischen oder wirtschaftlichen Gründen nicht gut umsetzbar. Forschende am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA arbeiten daran, die Montageplanung mit der Montage zu verknüpfen und beide Stellen zu optimieren: Eine Software wertet ohnehin vorhandene CAD-Daten aus, erstellt aus den gewonnenen Informationen Montageanleitungen und generiert automatisch kostengünstige Montageassistenzen.

KI analysiert CAD-Daten

Grundlegende Technologie für alle Leistungen der neuen Software ‚ARCaide Assembly Suite‘ ist eine Künstliche Intelligenz (KI), die STEP-Dateien analysiert und auswertet. Diese Dateien kann jedes CAD-System generieren. Sie liefern der ‚3D-Analyse-KI‘ – einer von drei Komponenten der Software – alle notwendigen Informationen, um strukturierte Montageinformationen präzise abzuleiten.

Dieser Vorgang erlaubt, einen bisher mühevollen Prozess zu automatisieren: Denn für die Montageplanung ist es üblich, einen Mix aus Informationen wie 2-D-Bildern, Stücklisten und Modellbeschreibungen zu nutzen. Gerade für die Modellbeschreibungen waren oft Expertise und Erfahrung der Fachkräfte wichtig. Die Software soll somit Vorbereitungszeit und Personalkosten reduzieren und vermeiden, dass bei der Datenerhebung aus den verschiedenen Informationsquellen Verständnisfehler oder Inkonsistenzen hervorgehen.

Montageinformationen visualisiert

Die zweite Softwarekomponente ist der ‚Assembly Composer‘. Dieser liest die extrahierten Montageinformationen aus der STEP-Datei aus und speist sie in ein grafisches Tool für die Montageplanung ein. Die Fachkräfte sehen damit die visualisierten Montageinformationen, sodass sie die Montage dreidimensional planen können. Durch die intuitive grafische Bedienung sollen auch weniger erfahrene Anwenderinnen und Anwender Montageanleitungen und -videos in kurzer Zeit generieren können. Erste interne Studien zur Nutzung ergaben eine Zeitersparnis von 92 % bei der Erstellung von Montageanleitungen.

Einsatz am Arbeitsplatz

Die dritte Softwarekomponente ist der KI-Montageassistenz ‚KIM‘. Nach Abschluss der Montageplanung lässt sich eine Montageassistenz bereitstellen und direkt am Montagearbeitsplatz einsetzen. Diese Assistenz unterstützt die Fachkräfte insbesondere bei komplexen Produkten interaktiv. Die Ausgestaltung der Assistenz kann variieren. So ist es möglich, eine 2-D- oder 3-D-basierte Assistenz ausgeben zu lassen oder auch eine, die Augmented Reality nutzt und beispielsweise über eine smarte Brille verwendbar ist.

 

Die Software besteht aus drei Komponenten, die mithilfe von KI die Montageplanung automatisiert und damit deutlich vereinfachen soll. Bild: Fraunhofer IPA

 

Das Interesse aus der Industrie für die Erprobung und Weiterentwicklung der Software bis zur Praxisreife ist laut Fraunhofer-Angaben bereits groß. Deshalb plant das Entwicklerteam zeitnah eine Ausgründung und ist auf der Suche nach Testern für diese neuartige Technologie.

Quelle und Bild: www.ipa.fraunhofer.de