Die Digitalisierung hält Einzug in alle Bereiche der industriellen Produktion und mit ihr die aktuellen Themen wie Künstliche Intelligenz, IoT, 5G oder Digitaler Zwilling. Auf der weltweit größten Industrieschau stellen die Forschungspartner Fraunhofer IOSB-INA und das inIT der Technischen Hochschule OWL digitale Innovationen in der IT-basierten Automation vor und zeigen in verschiedenen Live-Präsentationen neueste Ergebnisse ihrer Forschungsarbeiten, wo konkrete Anknüpfungspunkte und realistische Amortisationszeiten auf den Mittelstand warten.
„Wir nutzen intelligente technische Systeme, um Menschen in einer komplexer werdenden Produktion dabei zu unterstützen, schneller und fundierter Entscheidungen treffen zu können“, so Industrie-4.0-Experte Professor Jürgen Jasperneite, Leiter des Fraunhofer IOSB-INA und Vorstand am inIT. Künstliche Intelligenz oder computergestützte Assistenzsysteme sollen dabei den Betrieb der immer komplexer werdenden Industrieanlagen erleichtern: Innovative, selbstlernende Modelle können beispielsweise den Menschen von monotonen, repetitiven oder gefährlichen Aufgaben befreien oder den Prozess einer Anlagenüberwachung und -wartung wesentlich optimieren. Mit neuen Sensorsystemen können aber auch Bestandsanlagen analysiert und optimiert, bzw. in automatisierte Prozesse eingebunden werden.
Retrofitting: Zukunftstechnologien für die Anlagen von heute
An einer fast 30 Jahre alten Standbohrmaschine, wie sie in hunderten Handwerksbetrieben und Produktionen eingesetzt wird, zeigen die Lemgoer Forscher des inIT beispielhaft die Anwendung Künstlicher Intelligenz für das Condition Monitoring. Datenerfassungssysteme und Algorithmen können hier das Systemverhalten lernen und Anomalien, beispielsweise fehlerhaftes Nutzer- oder Maschinenverhalten im System nicht nur erkennen, sondern anhand der Sensorsignale auch präzise lokalisieren. Basierend auf aus Daten gelernten Modellen, unterstützt das Monitoringverfahren an dem Demonstrator die vorausschauende Wartung und erleichtert den Produktionsprozess. Ein Dashboard zeigt den aktuellen Zustand der Anlage an und erkennt Unregelmäßigkeiten, indem Sensordaten analysiert und Ergebnisse anschließend visualisiert werden. „Informationsfusion ist Voraussetzung für Industrie 4.0, also die Bündelung von großen Datenmengen. Diese werden beispielsweise an Assistenzsysteme weitergegeben und können dann vom Anwender genutzt werden“, erläutert Professor Volker Lohweg, Direktor des inIT und Vorreiter auf dem Gebiet der Sensor- und Informationsfusion.
Am Assistenzsystem XTEND von Fraunhofer demonstrieren die Forscher den Messebesuchern unter anderem eine situationsbezogene Augmented Reality (AR)-Unterstützung durch Tiefensensoren in der Kamera. Der Nutzer kann hier die jeweils für ihn passende Ein- bzw. Ausgabemodalität wie ein Tablet, eine Projektion oder eine Datenbrille am Arbeitsplatz selbst wählen. Das XTEND-System lässt sich aber nicht nur von Werker einsetzen, ebenso können Wartungs- oder Umrüstungsanweisungen mit AR auf eine beliebige andere Anlage projiziert oder auf einem anderen Devices wie Smartphone oder -watch dargestellt werden.
Digitalisierung als Chance
Digitalisierung wird als langfristiger Trend irreversibel sein. Arbeits- und Berufsfelder werden sich verändern, „doch der Mensch bleibt weiterhin unersetzbar in der Produktionswelt“, so Jasperneite. Geht es nach den Lemgoer Forschern, bietet die digitale Fabrik der Zukunft reichlich Potentiale, den Menschen im Produktionsumfeld zu unterstützen und zu entlasten. Die menschenleere Fabrik wird es für Jasperneite nicht geben: „Mensch und Maschine werden sich zukünftig noch besser ergänzen können.“ So können intelligente Automatisierungstechnologien und digitale Assistenzsysteme zunehmend eigenständig Entscheidungen treffen, die gleichzeitig den Menschen in seiner Arbeit unterstützen. Lohweg ergänzt, die Digitalisierung der Industrie biete ein „enormes Potential, innovativ und weltweit vernetzt zu produzieren“.
Ziel der Lemgoer Forschungsarbeiten ist es, mittelständische Unternehmen für die Chancen der Digitalisierung zu sensibilisieren und sie beim Wissens- und Technologietransfer im eigenen Unternehmen zu unterstützen, zum Beispiel mit Retrofitting der Bestandsanlagen.
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