DIEFEDA – direct error feedback during assembly

Exploring Project, Quick Check

Ausgangssituation

Die Digitalisierung schreitet im industriellen Bereich voran, während viele Montageprozesse aufgrund ihrer Komplexität immer noch Aufgabe des Menschen und nicht der Maschinen sind. Die manuellen Tätigkeiten sind dabei der menschlichen Wiederholgenauigkeit ausgesetzt. Trotz der hohen Kompetenz des Fachpersonals weisen die Prozesse daher eine geringe, aber für die Qualität entscheidende Fehlerquote auf.

Kunden, sowohl aus dem professionellen als auch dem Consumer-Bereich, legen jedoch großen Wert auf Qualität. Dies hat zur Folge, dass diese minimalen Fehlerpotenziale durch aufwendige Endprüfungen ausgeschlossen werden müssen, um stets ein sicheres und funktionsfähiges Produkt zu gewährleisten. Dieser Prozess ist finanziell kostspielig im Vergleich zur geringen Auftretenswahrscheinlichkeit. Zudem führt er zu erheblicher Nacharbeit und belastet die Endprüferinnen und Endprüfer zusätzlich (siehe Quick Check »final inspection 4.0«). Moderne KI-Lösungen zur Montageunterstützung sind daher eine passendere Alternative.

Lösungsidee

Eine direkte Rückmeldung nach dem Entstehen eines Fehlers durch KI-Feedback soll eine Fehlerbehebung in Echtzeit am Montageplatz ermöglichen. Die Endprüfung kann dann auf die relevanten Störgrößenbewertungen komprimiert werden. Damit sollen die Endprüferinnen und Endprüfer entlastet und die Sicherheit des Montagepersonals gesteigert werden. Dieser unterstützende Einsatz von KI-Systemen kann vor allem bei komplexen oder sich wiederholenden, monotonen Montagezyklen sinnvoll sein. Inwiefern sich diese Idee in einem Montagesystem nutzen lässt, um relevante Qualitätsmerkmale abzusichern, muss jedoch zunächst in einer Voranalyse untersucht werden.

Nutzen

Durch unterstützende Hinweise eines KI-Systems bei abweichendem Verhalten können die Fachkräfte an der Montage die Abweichungen hinterfragen und so frühzeitig korrigierend eingreifen. Damit bleibt die Entscheidungskompetenz beim Menschen und er ist weiterhin ein wichtiger Teil der Lösung. Allerdings wird die psychische Belastung (z.B. durch Monotonie) im Arbeitsprozess durch ein höheres Sicherheitsgefühl reduziert.

Zusätzlich spielt die Kostenreduktion eine wesentliche Rolle. Denn in der industriellen Entwicklung gibt es das feste Muster, dass höhere Qualität auch mehr prüfbare Qualitätsmerkmale in der Endprüfung bedeutet. Indem dies durchbrochen wird, kann man die Endprüfung auf das Wesentliche reduzieren. Die Kompetenzen des Menschen wie auch die Vorteile der Maschine werden genutzt, um die Wettbewerbsfähigkeit am Hochlohnstandort Deutschland zu verbessern.

Umsetzung der KI-Applikation

Für das Assistenzsystem am Montageplatz wurde ein KI-System entwickelt, das auf Aktivitätserkennung basiert. Das System erkennt durch Bilddaten relevante Prozessschritte in Echtzeit bei der Durchführung und vergleicht diese mit dem Soll-Zustand. Der Vergleich lehnt sich dabei an die im Voraus definierten Qualitätsmerkmale des Montageprozesses an. So werden Abweichungen von der Qualitätsnorm in Echtzeit erkannt, was dem Personal ermöglicht, sofortige Korrekturen vorzunehmen. Dies unterstützt das Null-Fehler-Ziel des Unternehmens.