Wie Cobots (kollaborierende Roboter) meinen Arbeitsalltag erleichtern

Die Herausforderungen wie ermüdende, monotone und sich wiederholende Arbeiten können die Motivation im Alltag verringern. Diese Art von Arbeiten kann ein sogenannter kollaborativer Roboter oder "Cobot" leicht erledigen. Die Umgebung, schmutzig, laut oder sonst wie, stört den Cobot nicht. Er arbeitet mit einem entsprechenden Mitarbeiter zusammen.  Der Mensch bereitet bestimmte Arbeitsschritte für den Kollegen Roboter vor, der dann die ihm zugewiesene, vorprogrammierte Arbeit ausführt. Dadurch wird der entsprechende Mitarbeiter entlastet und hat mehr Zeit für komplexere und auch künstlerische Tätigkeiten.

Hier zeigen wir unseren Demonstrator mit einem Cobot der dänischen Firma "Universal Robots", um exemplarisch die Qualitätskontrolle einer Produktionslinie zu zeigen.

Der Cobot benötigt eine kurze Einarbeitungszeit, ist einfach zu bedienen und es sind keine Programmierkenntnisse erforderlich. Die entsprechende Einarbeitung erfolgt über ein Touchpanel oder einen Touchpen.

Ein weiterer Vorteil ist seine kompakte Größe. Im Gegensatz zu Industrierobotern benötigt der Cobot keinen abgesperrten Bereich in Form eines Käfigs, um Verletzungen von Menschen zu vermeiden. Der Cobot hat nicht nur ein abgerundetes und kantenfreies Erscheinungsbild, sondern ist auch mit verschiedenen Sensoren ausgestattet, die es ihm ermöglichen, Widerstände innerhalb seines Bewegungsbereichs zu erkennen und darauf zu reagieren; bis hin zu einem Notstopp, damit eingeklemmte Gliedmaßen nicht beschädigt werden.

Darüber hinaus ist der Cobot wesentlich kostengünstiger als ein Standard-Industrieroboter. Eine Vielzahl verschiedener Cobot-Typen, die unterschiedliche Maximalgewichte heben können, sowie eine breite Palette von Greifwerkzeugen runden die Funktionalität des Cobots ab.

Technologien: Künstliche Intelligenz, Cobot, Roboter

In diesem Demonstrator wird ein Cobot eingesetzt, um die Qualitätskontrolle und damit die Qualitätssicherung in der beispielhaften Wertschöpfungskette durchzuführen. Die Teilnehmer arbeiten mit dem Cobot zusammen, indem sie den Teufelsknoten für den Cobot vorbereiten, damit dieser ihn richtig greifen kann und die entsprechende Qualitätskontrolle durchführt.

Bei der Qualitätssicherung werden die in der Produktionslinie angebrachten RFID-Tags ausgelesen und auf Korrektheit überprüft, sowie die korrekte Position der verschiedenen Bauteile sichergestellt, was durch ein Zusammenspiel zwischen einer Leseeinheit, einem IO-Link und der roboterinternen Software realisiert wird. Darüber hinaus führt der Kollege Roboter auch eine Fotodokumentation zur Qualitätssicherung durch. Dazu überführt er den Teufelsknoten in eine Fotobox. In dieser Box wird eine Fotodokumentation von allen sechs Seiten erstellt.

Eine weitere Möglichkeit für die Teilnehmer ist, den Teufelsknoten zu zerlegen und die verschiedenen Einzelteile vom Cobot sortieren zu lassen. Dazu nutzt der Kollege Roboter eine Kamera, um mit Hilfe von Bildverarbeitung und einem KI-Algorithmus die Einzelteile automatisch zu lokalisieren, zu identifizieren und zu sortieren.

Wo können Sie diesen Demonstrator kennenlernen?
Der Demonstrator kann direkt vor Ort, im Unternehmen erprobt werden und lässt sich leicht in die vorhandene Infrastruktur einbinden. So können Unternehmen niederschwellig die Vorzüge der Digitalisierung erkennen und ihre Mitarbeiter an modernen Technologien trainieren.

Mensch-Maschine-Interaktion

Die Herausforderung:  
Die Montage in Unternehmen und Produktionsstätten ist unerlässlich. Vor allem bei häufigem Wechsel in der Produktion sollten die Montageanleitungen möglichst einfach und verständlich sein, nicht zuletzt auch für neue Mitarbeiter, um z.B. die Einarbeitung zu erleichtern.

Unsere Lösung:
Das Besondere an dieser Technologie ist die Kombination aus visueller Unterstützung und der Möglichkeit, die verschiedenen Prüf- und Montageschritte per Sprachsteuerung zu durchlaufen. So hat der Anwender die Hände frei und kann sich voll auf die Produktionsschritte konzentrieren. Darüber hinaus ist auch eine entsprechende Kommunikation mit dem Benutzer möglich. Rückfragen oder Bitten um Wiederholung der Anweisungen sind somit sehr einfach zu handhaben.

Darüber hinaus wird die Fehlerquote minimiert, da nur bestimmte Befehle genannt werden können. Dadurch wird auch der Produktionsprozess beschleunigt. Auch die Einarbeitung neuer Mitarbeiter oder neue Aufgaben werden dadurch erleichtert.

Die Technologien dahinter: Künstliche Intelligenz, Mensch-Maschine-Interaktion, Spracherkennung, LASER-Projektion

Wie funktioniert es?  
Der auf der Roadshow gezeigte Demonstrator zeigt den Zusammenbau des Teufelsknotens mit Hilfe von KIM. KIM ist die Abkürzung für "KI im Mittelstand" und bietet die Möglichkeit, den Zusammenbau des Teufelsknotens mittels Sprachsteuerung und einer LASER-Projektion einfach durchzuführen. Durch die Sprachsteuerung sind die Hände frei und man kann sich ganz der Montage, aber auch der Prüfung der Einzelteile widmen. Außerdem wird durch die Sprachsteuerung, die nur bestimmte Befehle ausführen kann, die Fehlerquote gering gehalten und somit auch die Produktivität optimiert.

Wo können Sie diesen Demonstrator kennenlernen?
Der Demonstrator kann direkt vor Ort, im Unternehmen erprobt werden und lässt sich leicht in die vorhandene Infrastruktur einbinden. So können Unternehmen niederschwellig die Vorzüge der Digitalisierung erkennen und ihre Mitarbeiter an modernen Technologien trainieren.

Digitale Hilfe für Jederman

Mittels Hololens und Augmented Reality können Montagearbeiten von diversen Produkten einfacher gestaltet werden, virtuelle Welten werden in die reale eingeblendet, um eine Vielzahl an Informationen abrufbar zu machen. Durch die Verwendung von Augmented Reality (AR) können mit Hilfe eines Tablets und dessen Kamera zusätzlich Informationen von vordefinierten Objekten abgefragt werden. 
Durch die Möglichkeit die virtuelle Welt mit der realen Welt zu kombinieren werden wesentlich mehr Informationen in übersichtlicher Form zugänglich, während die Hände für die anstehende Arbeit frei bleiben.     
Auch bei der Verwendung einer mit Tablet implementierten Augmented Reality (AR Anwendung) werden teilweise nicht offensichtliche Informationen aus der realen Welt mittels Kamera ergänzt. Zusätzlich kann die Kamera des Tablets detailliertere Informationen eines Produktionsproduktes oder – schrittes aufrufen. 

Technologien: Künstliche Intelligenz, augmented reality / virtual reality

Wo können Sie diesen Demonstrator kennenlernen?
Der Demonstrator kann direkt vor Ort, im Unternehmen erprobt werden und lässt sich leicht in die vorhandene Infrastruktur einbinden. So können Unternehmen niederschwellig die Vorzüge der Digitalisierung erkennen und ihre Mitarbeiter an modernen Technologien trainieren.

KILEAN ist eine Lehr- und Transferanlage

Für das Verständnis und die Entwicklung von KI-basierenden Applikationen benötigt es passende, komplexe Anwendungszenarien mit denen entwickelt und erprobt werden kann. 

KILEAN stellt als Lehr- und Transferanlage einen komplexen Wertschöpfungsprozess dar, bereitet absehbare Trends für Lehre, Forschung und Transfer auf und kreiert eine entsprechende Lehr-Plattform.

Diese praxisnahe Darstellung von Ki-basierten Applikationen in einem modernen Produktionsumfeld ermöglicht die nachhaltige und langfristige Aus- und Weiterbildung der Fachkräfte von morgen.

KILEAN übernimmt eine zentrale Rolle in der interdisziplinären Ausbildung von KI-Fachkräften ein und stärkt die systemübergreifenden KI-Anwendungskompetenzen.

Themen-Schwerpunkte sind Autonomes Fahren, Bildverarbeitung, Prozessoptimierung (Ausgangslogistik, Operative Produktion, Marketing oder Vertrieb) und Mensch-Maschine-Interaktion, die an zahlreichen Beispielen erprobt und gestestet werden können. Die Anlage zeigt verschiedene Sensoriken, Produktvariationen wie unterschiedliche farbliche Behälter, Variationen des Schüttguts wie Mais, Hirse, Kugeln alias Tabletten, individuelle Bauteile (Würfel in verschiedenen Farben und Formen); Verpacken inkl. zu faltenden Kartonagen, Etikettieren und Einlagerungen in Kleinladungsträgern bzw. dem Versand der Produkte vom Auftragseingang über die Produktzusammenführung, Wärmebehandlung, Qualitätssicherung und Auslieferung; 

Zusätzlich KI-Anwendungsfälle in den Bereichen der Infrastruktur, Human Resources und Technologieentwicklung können eingesetzt werden. Eine Testplattform zur Anwendung von datengetriebenen Methoden, wie bspw. aus dem Bereich des Deep Learnings, Machine Learnings oder auch für Expertensysteme wird durch eine smarte KI-Infrastruktur ermöglicht. Für einen autarken Betrieb unterstützen verschiedene fahrerlose Transportsysteme die Beförderung der Bauteile zwischen den einzelnen Anlagen. Der modulare Aufbau lässt verschiedene Arbeitsplanabläufe sowie Standortveränderungen für weitere Experimentier- und Bearbeitungskonstellationen zu.

Am Beispiel der Anlage wird ein Produktionsbetrieb zur Verarbeitung von Schüttgütern abgebildet, welches mittels einem Manufacturing Execution System (MES), einem Webshop und Energiemessboxen ausgestattet ist. Auf Basis des Open-Source Ansatzes und offener Schnittstellen und Kommunikationsprotokolle wie OPC-UA, Node-Red, MQTT sowie verschiedene Datenbanken können unterschiedlichste Ansätze für die Datenverarbeitung bspw. für KI-Applikationen auf- bzw. abgegriffen werden. Die Anlage selbst bildet mit ihren 18 Stationen eine umfangreiche und komplexe Entwicklungsumgebung ab und bildet somit den Umfang eines klassischen Unternehmens mittels Matrixproduktion ab. 

KILEAN-Systeme vermitteln die Bedienung von Anlagen bei Inbetriebnahme, Defekten oder zur regulären Wartungs-, Instandhaltungs- und Montageprozessen. Berührungsängste mit derartig komplexen Systemen können somit reduziert werden. Zusätzlich erfasst die Anlage auch langfristig Datensätze für neue KI-Applikationen, sodass künftige Synergien entstehen und ausgearbeitet werden können. 

Technologien: Künstliche Intelligenz, autonome Fahrerlose Fahrzeuge, maschinelles Lernen, erzwungenes Lernen, digitale Partnerschaften, Visualisierung von Prozessdaten. RFID, Robotik

Wo können Sie diesen Demonstrator kennenlernen?
Hub Wildau. An der Technische Hochschule Wildau
Technische Hochschule Wildau; Hochschulring 1; 15745 Wildau

Vollautomatische Produktionslinie als Lern- und Testumgebung für digitale Lösungen

Das Wildau Smart Testbed (WST) ist eine vollautomatische Produktionslinie, die auch Logistik- und Kommissionierroboter umfasst. Es dient als Lern- und Testumgebung für digitale Lösungen und zielt darauf ab, Prozesse zu rationalisieren. Der modulare Aufbau des Testbeds ermöglicht einfache Lern- und Testerfahrungen, und das System lässt sich zu einem komplexen Netzwerk mit anderen Systemen in einer Fabrikumgebung ausbauen.

Das WST bietet eine Vielzahl von Test- und Präsentationsmöglichkeiten für Entwicklungsunternehmen, SPS-Hersteller sowie für Produktionsunternehmen, die eine Automatisierung ihrer Produktlinien in Erwägung ziehen. Der Einsatz von u.a. Mechatronik, Robotik, Sensorik, Pneumatik und Antriebstechnik gibt Einblicke in die Möglichkeiten einer vollautomatisierten und intelligenten Produktionslinie.

Das Testbed verfügt über verschiedene Antriebe, Motoren und Pneumatikzylinder, die in Kombination mit dem System gesteuert werden können, sowie über unterschiedliche Sensortechnologien wie Laser oder Farberkennung für verschiedene Prüfaufgaben. Handling-Komponenten wie Vakuumschalter, Druckschalter und pneumatische Muskeln werden zur Montage eingesetzt und schließlich erzeugt das Manufacturing Execution System (MES) des WST kundenspezifische Aufträge, überprüft die Prozesse und leitet Produktionskennzahlen ab.

Technologie: Mechatronik, Robotik, Mobile Robotik, Sensorik, Pneumatik, Antriebstechnik, Inbetriebnahme, Kommunikationstechnik, HMI-Visualisierung, Fahrerlose Transportsysteme, Digitaler Zwilling, AR, Energieüberwachung, Scada-System

Wo können Sie diesen Demonstrator kennenlernen?
Hub Wildau. An der Technische Hochschule Wildau
Technische Hochschule Wildau; Hochschulring 1; 15745 Wildau