Industrielle Produktion ist geprägt vom Zusammenspiel alternder Maschinen, die aufgrund hoher Investitionskosten und langjähriger solider Basisfunktion weiterhin verwendet werden, und einem zunehmenden Fachkräftemangel. Es gibt immer weniger Mitarbeitende, die durch ihr Erfahrungswissen die Unzulänglichkeiten der Maschinen ausgleichen und trotz fehlender moderner Softwaresteuerungen und Sensorik eine hohe Ausbeute qualitativ hochwertiger Produkte erzielen können. Die hohen Preise neuer Maschinen verhindern eine flächendeckende Modernisierung des Maschinenparks. Daher bleibt das Nachrüsten intelligenter Unterstützungssysteme für weniger qualifizierte oder weniger erfahrene Mitarbeiter derzeit die beste Option.
Die ArtFlex Software GmbH verfolgt das Ziel, eine Retrofitting-Lösung für unidirektionale Schneidemaschinen zu entwickeln, durch die Materialverschwendung minimiert und der Maschinenbediener bestmöglich bei seiner Arbeit unterstützt wird. Diese Lösung soll sich durch eine intuitiv verständliche Benutzeroberfläche auszeichnen, Bedienfehler weitgehend verhindern und durch die Optimierung der Gruppierung von Aufträgen zu Sammelaufträgen den Materialeinsatz verringern. Dadurch lassen sich beim Maschinenbetreiber jährlich Einsparungen im sechsstelligen Eurobereich realisieren.
Dazu wurde eine KI-Lösung entwickelt, die mit einem vortrainierten Objekterkennungsmodell und synthetischen Daten aus Blender die Position des Schnittguts relativ zur Maschine dreidimensional erkennt und vermisst, so dass eine falsche Position (Einstellung an der Maschine), Wahl des falschen Teils zum Schneiden oder falsche Rotation (um 90° in einer Achse gedreht) erkannt und dem Benutzer rückgemeldet wird.
Weiterhin ist eine 3D Simulation auf Basis Unity entstanden, die korrekte Schneidevorgänge visualisieren kann, sowie eine Bedienoberfläche, die Daten zu Ausgangsmaterial und gewünschten Zielgrößen einliest und daraus einen Schnittplan generiert.
Näheres finden Sie hier auf diesem Flyer: Artflex SmartCut
Im Rahmen des EFRE-Projekts M4-SKI entwickelt die Hochschule Hof einen Demonstrator mit multimodaler Mensch-Maschine-Schnittstelle. Diese führt den Benutzer Schritt für Schritt durch den Schneideprozess, lässt aber auch individuelle Reihenfolgen der Arbeitsschritte zu. Das Zusammenspiel aus Sensorik und KI erkennt die Größe und Position der Werkstücke und vergleicht diese mit dem Ablaufplan. Darauf basierend zeigt das System dem Benutzer die nächsten Schnitte über ein Display an der Maschine sowie durch optische und akustische Signale an. Ziel ist es, die hilfreichste und zugleich kosteneffizienteste Kombination dieser Ausgabekanäle zu ermitteln.
Die Hochschule Hof bringt ihre Kompetenzen in der Gestaltung KI-gestützter Mensch-Maschine-Interaktionen in das Projekt ein und übernimmt folgende Aufgaben:
- Auswahl und Evaluation kosteneffizienter Sensorik zur präzisen Vermessung (ca. 1 mm Genauigkeit) und Positionserkennung der Werkstücke relativ zur Schneidemaschine
- Entwicklung eines Demonstrators mit multimodaler Benutzeroberfläche, der Bearbeitungsschritte anzeigt und potenzielle Fehlbedienungen erkennt und signalisiert
Die ArtFlex Software GmbH steuert ihre Expertise in der Entwicklung industrieller Software und Optimierungsalgorithmen bei. Sie übernimmt:
- Konzeption einer benutzerfreundlichen UI, die sich in bestehende Arbeitsprozesse integriert und mit minimalem Schulungsaufwand genutzt werden kann
- Erweiterung des Demonstrators zur Reduzierung des Materialeinsatzes
- Evaluation des Gesamtsystems in realitätsnahen Szenarien
Der von der Hochschule Hof entwickelte Softwarecode wird unter einer permissiven und kommerziell-freundlichen Open Source Lizenz (z.B. Apache Lizenz v2) einer breiten Öffentlichkeit zur Verfügung gestellt und die entwickelten Verfahren über wissenschaftliche Publikationen verbreitet.
