Mobile digitale Fabrik

• Webshop

Die Erfassung von Aufträgen erfolgt häufig über unterschiedliche Eingangskanäle – in Papierform, per E-Mail, telefonisch etc. Die Bearbeitung kostet viel Zeit und ist fehleranfällig aufgrund der unstrukturierten Informationen. Es fehlen beispielsweise wichtige Daten zu den Auftraggebenden, der Lieferung oder die gewünschte Konfiguration ist unklar, sodass die Aufträge erstmal gesammelt und die fehlenden Informationen eingeholt werden. Oft müssen die Auftragsdaten dann auch noch mehrfach in unterschiedlichen Systemen oder auf Papier erfasst werden. Das alles führt zu einem stockenden Informationsfluss und fehlender Übersicht. Mangelnde Termintreue und Qualität sind häufig die Resultate. Die Kundenzufriedenheit sinkt und Reklamationen sowie Nacharbeit erhöhen die Kosten des Auftrags.

• Produktkonfigurator

Egal ob Sneaker, Möbel, Müsli oder Autos – viele Menschen kennen Produktkonfiguratoren bereits aus Ihrem Alltag. Der Trend geht zu immer stärker individualisierten Produkten, zugeschnitten auf die jeweiligen Kundenbedürfnisse. Für produzierende Unternehmen bedeutet das neue Herausforderungen bei der Planung und Angebotserstellung. Mit einem im Webshop integrierten Produktkonfigurator
können Unternehmen den Ansprüchen nach individuellen Anpassungsmöglichkeiten gerecht werden und dennoch wirtschaftlich produzieren.

Ein Produktkonfigurator ermöglicht es maßgeschneiderte Produkte und Lösungen zusammenzustellen. Nicht machbare Konfigurationen können dabei automatisch ausgeschlossen werden. Durch die Anbindung weiterer Systeme kann zudem ein Abgleich der Lagerbestände oder Produktionsauslastung erfolgen, um Preise und Liefertermine zu berechnen. Die vorhandenen Daten ermöglichen zudem die Analyse der Kundenbedürfnisse und -bedarfe zur Anpassung der Produktstrategie.

Die Bandbreite der Konfiguratoren reicht dabei von einer einfachen Auswahl von Produkteigenschaften bis hin zur Einbindung von komplexen Zeichnungen oder CAD-Daten der Auftraggebenden. Mit der Integration von 3D- und AR-Technologien können visuelle webbasierte Self-Service-Portale geschaffen werden, die das Produktverständnis der Kundschaft erhöhen und zu größerer Zufriedenheit
mit dem fertigen Produkt führen.

Bei der beleglosen Kommissionierung werden klassische Papierlisten und Kommissionierzettel durch eine Kombination von Software mit entsprechender Hardware ersetzt. Ein übergeordnetes IT-System verwaltet die Auftragsdaten und stellt sie den Mitarbeitenden digital bereit, z. B. über Endgeräte wie mobile Scanner, Datenterminals oder Monitore. Durch die digitale Quittierung der Entnahme entfällt das manuelle und oft nachgelagerte Bearbeiten der Belege. Der Bestand wird automatisch aktualisiert.

• Pick-by-Light

Bei Pick-by-Light sind die Lagerfächer mit Displays und Leuchten ausgestattet. Die Leuchten signalisieren, wo Ware zu entnehmen ist. Zur Quittierung der Entnahme gib
es in der digitalen Fabrik zwei Varianten: Zum einen via Tastendruck direkt am Display zum anderen berührungslos mittels eines optischen Sensors am Regalfach. Bei beiden Varianten müssen Sie kein weiteres Equipment mit sich führen.

• Pick-by-Scan 

Beim Pick-by-Scan Verfahren werden Endgeräte genutzt, um Auftragsinformationen und Entnahmepositionen anzuzeigen. In der digitalen Fabrik wird das über einen Monitor im Lager realisiert. Denkbar und oft im Einsatz sind aber auch s.g. MDE-Geräte (Mobile Datenerfassung), die in der Hand gehalten oder am Stapler befestigt werden können. Die Entnahme der Ware wird mit einem Handscanner durch Scannen des Barcodes am Lagerfach quittiert.

Auch wenn der Name anderes vermuten lässt, handelt es sich bei Robotic Process Automation (RPA) nicht um physisch existente Maschinen, sondern um Software, zur Bearbeitung strukturierter Geschäftsprozesse. Diese imitiert das Vorgehen der anwendenden Person und führt wiederholende und regelbasierte Arbeitsschritte selbstständig aus. Das befreit Mitarbeitende von Routineaufgaben
und schafft Zeit für andere wertschöpfende Aufgaben. Nur bei auftretenden Unregelmäßigkeiten muss das Personal noch einschreiten. Vorteil von RPA ist, dass die Software auf der Ebene der grafischen Benutzeroberfläche (GUI) arbeitet. Im Gegensatz zur traditionellen Prozessautomatisierung sind dadurch keine Änderungen an bestehenden Anwendungen oder spezialisierte Schnittstellen erforderlich.
RPA kann überall dort angewendet werden, wo Prozesse immer wiederkehrenden Regeln und klaren Handlungsanweisungen folgen, beispielsweise:

• Kopieren, Einfügen, Verschieben und Speichern von Daten und Dateien
• Öffnen, Verarbeiten und Senden von E-Mails und Anhängen
• Lesen strukturierter Dokumente, extrahieren von Daten und Ausfüllen von Formularen

In der digitalen Fabrik wird im Rahmen der Lasergravur genau dieser Fall dargestellt: Als Fachkraft müssten Sie die gewählte Grafik oder Beschriftung in den Auftragsdaten suchen, diese in eine PDF-Datei konvertieren und in einen gesonderten Ordner zur Ausführung der Gravur importieren. Diesen Prozess übernimmt stattdessen vollständig ein RPA-Bot.

Bei komplexen Montageaufgaben sind Automatisierungslösungen nicht immer wirtschaftlich. Auch in der digitalen Fabrik wird der Teufelsknoten von Hand montiert. Allerdings stehen Ihnen dafür intelligente Assistenzsysteme unterstützend zur Seite, um Fehler zu vermeiden.

• Projektion mit Sprachassistenz

Mit einem Laserprojektor werden die Montageschritte auf die Arbeitsfläche projiziert. Kombiniert wird die Projektion mit einer Sprachsteuerung über einen Sprachdialogassistenten. Zusammen bilden die Systeme ein interaktives Handbuch, das situationsabhängig die relevanten Informationen bereitstellt. Die Arbeitsschritte müssen weder in Papierunterlagen gesucht, noch Befehle über ein Bedienpanel eingegeben werden, sodass beide Hände frei sind zur Montage der Bauteile. Obwohl die Sprachsteuerung von Geräten im privaten Umfeld bereits Standard ist, ist sie im industriellen Bereich und zur Maschinenbedienung noch wenig verbreitet. Das Potenzial haben inzwischen verschiedene Anbieter erkannt, treiben die Entwicklung voran und arbeiten an Lösungen für typische Probleme
wie Hintergrundgeräusche und Missverständnisse.

• Datenbrille und Tablet mit Augmented Reality (AR) Anwendung

Im Sichtfeld der Brille bzw. in der Kamera Anwendung des Tablets wird den Nutzenden eine virtuelle Schritt-für-Schritt-Montageanleitung eingeblendet. Die reale Umgebung bleibt dabei jederzeit sichtbar, wird aber um virtuelle Elemente ergänzt. Dieses Zusammenspiel ermöglicht eine intuitive Bedienung und die dreidimensionale Darstellung der Objekte und Montageschritte. Insbesondere AR-Anwendungen haben über den Einsatz in der Montage hinaus großes Potenzial in der Industrie 4.0 und ermöglichen neue Geschäftsmodelle. Beispielsweise in der Logistik zur Visualisierung in der
Kommissionierung und Lagerhaltung, bei der Qualitätskontrolle, für Fernsupport, Service und Wartungstätigkeiten sowie virtuelle Weiterbildungen.  Machen Sie sich in der digitalen Fabrik mit der Technologie vertraut und entdecken Sie vielfältige Einsatzmöglichkeiten für den eigenen Betrieb.

In der digitalen Fabrik kommen neben den menschlichen Mitarbeitenden auch Roboter zum Einsatz. Insbesondere für monotone, repetitive Tätigkeiten, die für Menschen ermüdend sind eignen sich Roboter oft exzellent. Sie können diese Bewegungen stundenlang mit höchster Präzision ausführen, sodass sich die Mitarbeitenden komplexeren Aufgaben widmen können.

• Industrieroboter in einer vollautomatisierten Anlage

In unserer vollautomatisierten Anlage werden die Bauteile anhand ihrer RFID-Tags identifiziert, vom Roboter aufgenommen, positioniert und an einem definierten Platz wieder abgelegt (Pick and Place). Dazu wurde der Roboter vorab entsprechend programmiert (Strecken, Aufnahme und Ablage der Bauteile etc.) und die Daten der SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) zur Verfügung gestellt. Unsere Miniaturausgabe steht exemplarisch für einen klassischen Industrieroboter, der menschliche Arbeitskraft ersetzt. Er verfährt nach einem festen Programm, ohne Rücksicht auf Hindernisse
und ist zum Schutz umstehender Personen abgeschirmt in einer Box.

• Cobot – Kollaborierende Roboter

Im Gegensatz zum Industrieroboter sind Cobots dafür konzipiert, mit Menschen zusammen zu arbeiten. Sie sind nicht abgeschirmt, sondern werden direkt neben dem Menschen eingesetzt und ergänzen seine Arbeitskraft. Neben anderen Faktoren unterscheiden sich Cobots vor allem im Programmieraufwand von Industrierobotern. Sie verfügen über grafische Programmieroberflächen, was den Aufwand und nötige Vorkenntnisse erheblich reduziert. Zudem kann der Cobot buchstäblich „an die Hand genommen“ werden: indem mit dem Roboterarm eine bestimmte Bewegungsabfolge durchgeführt wird, lernt der Cobot diese nachzuahmen. Unser Cobot ist durch ein integriertes, KI-basiertes Kamerasystem sogar in der Lage selbstständig ungeordnete Bauteile in seinem Arbeitsfeld zu erkennen, um diese aufzunehmen und in
Lagerfächer zu sortieren.

• KI-gestützte Qualitätskontrolle mit Bilderkennung

Die Qualitätsprüfung ist in vielen Betrieben noch Handarbeit von entsprechend geschultem Personal. Allerdings ist dieses Vorgehen oft monoton, fehleranfällig, aufwendig und teuer. Durch den Einsatz von KI-Lösungen lassen sich Qualitätskontrollen in vielen Fällen inzwischen automatisieren. Insbesondere die Bilderkennung bietet hier ein großes Potenzial. Statt eine Checkliste mit Prüfpunkten abzuarbeiten, nimmt in der Digitalen Fabrik ein automatisches Kamerasystem Bilder vom montierten Teufelsknoten auf. Die Bilder werden anschließend von KI-Algorithmen analysiert und bewertet, ob das Produkt intakt oder defekt ist. Die Software wurde mit Beispielbildern trainiert, um produktspezifische Fehler erkennen zu können. Darüber hinaus kann KI bei der Auswertung von Prozessdaten unterstützen und bisher unbekannte Zusammenhänge sichtbar zu machen. Zum Beispiel, ob bestimmte Produktkonfigurationen, Maschineneinstellungen oder Umgebungsparameter häufiger zu Fehlern führen. Diese Erkenntnisse können dann für Optimierungen der Prozesse genutzt werden.

In der digitalen Fabrik stehen für den Teufelsknoten zwei verschiedene Materialien zur Auswahl. Sie wählen für Ihr zu fertigendes Bauteil Holz oder Kunststoff und bestimmen damit das zu nutzende Fertigungsverfahren.

Der 3D-Druck ist ein Megatrend mit viel Potenzial, die Bearbeitung mit der CNC-Fräse bereits eine etablierte und ausgereifte Technik. Beide Verfahren haben Stärken und Schwächen. Welches sich im Einzelfall besser eignet ist u.a. abhängig vom zu verarbeitenden Material, der geometrischen Komplexität und Größe, der Maßgenauigkeit und dem Fertigungsvolumen der Produkte. Insbesondere
kleine Auflagen und Prototypen sind mit dem 3D-Druck oft schneller und kostengünstiger zu fertigen (Rapid Prototyping), als mit traditionellen Verfahren wie bspw. dem Spritzguss. Zudem gelingt der Einstieg in die 3D-Druck Software unerfahrenen Anwendern leichter, als bei der wesentlich anspruchsvolleren CNC-Programmierung.