Assistenzsysteme Digitale Unterstützung direkt am Arbeitsplatz

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Optimum datamanagement solutions GmbH

DEPRAG SCHULZ GMBH u. CO. KG

IEF-Werner GmbH

Novotechnik Messwertaufnehmer OHG

Die Anforderungen an die Fertigung sind hoch: Schneller soll sie werden, flexibler und effizienter – bei steigender Qualität. Ein digitales Assistenzsystem wie der Schlaue Klaus, das die Mitarbeiterführung direkt am Arbeitsplatz übernimmt, kann helfen, dieses Ziel zu erreichen.

Die digitale Transformation ist im Shopfloor angekommen: Um im internationalen Vergleich zu bestehen, bedarf es der effizienten Umsetzung und Nutzung digitaler Möglichkeiten. Steigende Kundenanforderungen und Qualitätsansprüche erhöhen den Aufwand für die Qualitätskontrolle, gleichzeitig steigt der Kostendruck der Unternehmen: Die Fertigung soll nicht nur besser, sondern auch noch schneller, flexibler und effizienter werden.

Werker unterstützen, Arbeitsabläufe beschleunigen

„Industrieunternehmen stehen heute unter einem hohen Preisdruck, weshalb sie sich durch Prozesssicherheit und Qualität von den Mitbewerbern abgrenzen müssen“, sagt Wolfgang Mahanty, Geschäftsführer der Optimum Datamanagement Solutions GmbH. Gefragt seien zukunftsfähige Systeme, die Werker unterstützen, Arbeitsabläufe beschleunigen und klar definierte Aufgaben auch selbstständig ausführen.

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Seit 1993 beschäftigen sich die Softwareexperten der Optimum datamanagement solutions GmbH bereits mit den Möglichkeiten der Digitalisierung in der manuellen Produktion. Entwickelt haben Sie ein Assistenzsystem, das Werker in der Fertigung ebenso unterstützen kann wie im Wareneingang oder in der Endkontrolle. Dafür kombinieren sie Datenbankmanagement, Bildverarbeitung und neuronale Netzwerke miteinander, um Prozesse zu digitalisieren und Workflows abzubilden.

Der Schlaue Klaus entlastet Mitarbeiter

Das Ergebnis dieser Arbeit: der Schlaue Klaus, ein digitaler Kollege, der eine hohe Nutzerfreundlichkeit mit einem umfassenden Einsatzspektrum verbindet. Mit seiner Hilfe lässt sich der Shopfloor einer Produktionsstätte digitalisieren, Qualität sichern, Mitarbeiter entlasten und die Produktivität steigern.

Der Schlaue Klaus ist ein digitales Assistenzsystem, dass die Mitarbeiterführung direkt am Arbeitsplatz übernimmt. Ausgestattet mit einem Rechner für die Bildverarbeitung, Beleuchtung und einem Touch-Monitor verfügt es über modernste Technik, ist flexibel einsetzbar und intuitiv zu bedienen.

Kamera erkennt die ausgeführten Arbeitsschritte

Visuelle Daten erhält der Schlaue Klaus über eine Industriekamera, die über dem Arbeitsplatz befestigt ist. Durch sie erkennt er die vom Mitarbeiter ausgeführten Arbeitsschritte. Die Kamera ist mit einem lichtempfindlichen Rolling Shutter CMOS-Sensor bestückt und bietet unterschiedliche Modi. Dank der BSI-Technologie (back-side-illumination) kommt die Industriekamera zudem auch mit schwachen Lichtverhältnissen zurecht. So erreicht das System mit einer Auflösung von 18 MP (4912 x 3684) eine Framerate von 21 fps. Damit kann sie Produkte mit Abweichungen von 1 mm auf DIN A3 erkennen.

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Starkes Duo: Werkerassistenzsystem und Ergonomie

Für Aufgaben in den verschiedensten Anwendungsgebieten kann er die Daten diverser Werkzeuge, beispielsweise von Drehmomentschraubern oder digitalen Messschiebern, verarbeiten. Basierend auf einer Windows-Benutzeroberfläche und mit unterschiedlichen Schnittstellen ausgestattet, lässt sich der Schlaue Klaus flexibel in die kundenseitige Fertigungssteuerung einbinden. Ebenso gut ist eine Einrichtung als Insellösung möglich.

Ein Zusatzmodul dokumentiert auf Wunsch alle Prozessschritte und sichert die lückenlose Nachverfolgbarkeit. Auch für die automatische Dokumentation von Montageschritten sind Zusatzfunktionen verfügbar.

Stärken bei komplexen manuellen Fertigungsschritten

Seine Stärken spielt der Schlaue Klaus insbesondere bei komplexen manuellen Fertigungsschritten mit einer hohen Variantenvielfalt aus. Low Volume – High Mix, hohe Qualitätsanforderungen und aufwendig zu dokumentierende Prozesse wie etwa die THT-Bestückung (Through Hole Technology) stellen für ihn kein Problem dar. Davon konnten sich schon zahlreiche Kunden in den unterschiedlichsten Bereichen überzeugen. Das Assistenzsystem ist erfolgreich im Einsatz bei Unternehmen aus der:

• Automobilindustrie

• Medizintechnik

• Luft- und Raumfahrt

• industriellen Fertigung

Direkt auf dem Shopfloor führt es den Mitarbeiter in Echtzeit durch den Fertigungsprozess. Mithilfe einer am Bildschirm angezeigten Schritt-für-Schritt-Anleitung weiß dieser jederzeit, was zu tun ist. Für Fertigungsprozesse, die ein hohes Maß an Konzentration und Aufmerksamkeit erfordern, lässt sich zudem ein Lasermarkierungssystem einsetzen, dass wichtige Schraub- oder Lötpunkte direkt am Werkstück anzeigt.

Fehlerhafte Montage wird in Bild und Ton angezeigt

In Echtzeit prüft der Schlaue Klaus während der Fertigung, ob die eingesetzten Komponenten korrekt ausgewählt wurden und in der richtigen Anzahl an den richtigen Stellen montiert sind. Fehlen Bauteile oder ist die Montage fehlerhaft, zeigt das Assistenzsystem dies dem Mitarbeiter mit Bild und Ton an, um eine Korrektur zu ermöglichen. Korrekt ausgeführte Arbeitsschritte werden positiv bestätigt und das System geht selbstständig zum nächsten Schritt über.

Optischen Merkmale wie Konturen und Farben der Produkte sind in einer Datenbank hinterlegt. Diese Informationen zieht der Schlaue Klaus zum Abgleich heran und erkennt in Echtzeit Abweichungen. Über diese wird der Werker dann mittels Bildschirm umgehend informiert.

Typische Aufgaben für den Schlauen Klaus in der Praxis:

• Am Wareneingang übernimmt er das Scannen von Lieferscheinen, identifiziert Artikel und kann eine Sichtprüfung auf Vollständigkeit durchführen. Die Mitarbeiter müssen die Waren dann nur noch auspacken und einlagern.

• In der Montage und Endkontrolle übermittelt der Schlaue Klaus Arbeitsaufträge und Arbeitsanweisungen.

• Mit ihm lassen sich Arbeitsplätze digital einrichten, die Qualität kontrollieren und schließlich die Ergebnisse dokumentieren.

• Arbeitsanweisungen sowie Design- oder Produktänderungen lassen sich unkompliziert überspielen und über Arbeitsplätze und Standorte hinweg zur Verfügung zu stellen.

• Das Erlernen neuer oder geänderter Montageanleitungen geht ohne Programmierkenntnisse leicht von der Hand: Damit der Schlaue Klaus ein Produkt erkennt, ist es ausreichend, es unter die Kamera zu legen und Parameter wie etwa Helligkeit, Farbe und Kontrast einzustellen.

• Beim Anlernen neuer Kollegen bietet der Schlaue Klaus Entlastung: Das nötige Fachwissen ist im System hinterlegt, Montageabläufe werden Schritt für Schritt erklärt, lassen sich dadurch leicht nachmachen und sind dank der ständigen Kontrolle des Werkstücks bereits im ersten Versuch korrekt gefertigt.

Flexibilität in der Fertigung bei gleichzeitiger Fehlerminimierung, Effizienzsteigerung und Prozessdokumentation – der Schlaue Klaus bietet Unternehmen eine ganze Reihe von Vorteilen. Sie profitieren vom Wegfall manueller Messungen und Bestätigungen, der Nivellierung von Verlustzeiten und der besseren Verteilung von Tot- und Restzeiten. Zeitgleich verringert eine reduzierte Anzahl an Fehlern den Aufwand für Nacharbeiten als auch für Reklamationen und die damit verbundenen 8D-Reports und schützt zudem vor Abstellmaßnahmen und Konventionalstrafen.

Durch die Entlastung für die Mitarbeiter reduzieren sich zudem Fehlzeiten und Krankheitstage spürbar. Die Digitalisierung hilft damit nicht nur Unternehmen, ihre Margen zu erhöhen, die Qualität zu sichern und Arbeitsabläufe zu optimieren. Auch die Angestellten profitieren von den digitalen Technologien und Systemen. Und schon nach kurzer Zeit wollen sie ihre neuen Kollegen nicht mehr missen. (jv)

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