End-of-Line Roboter-Automatisierung mittels KI

Automatisierung visueller Qualitätskontrolle mittels KI
© Fraunhofer IPA

Ausgangssituation

Die Witzenmann GmbH ist ein weltweit agierender Hersteller von flexiblen, metallischen Elementen. Mit einer Vielzahl von Hochlohnstandorten im Produktionsnetz hat die durchgängige Prozessautomatisierung zur Sicherung des wirtschaftlichen Betriebs eine hohe Bedeutung. Die Kontrolle und Verpackung von Bauteilen wird derzeit durch manuelle und damit kostenintensive Arbeit durchgeführt. Die Automatisierung dieser End-of-Line-Prozesse bietet daher ein hohes Potenzial. Bisher sind am Markt jedoch keine standardmäßigen Lösungen für die flexible durchgängige Automatisierung dieser Prozesse vorhanden.

Lösungsidee

Durch die Methoden der Künstlichen Intelligenz ist es vorstellbar, die visuelle Qualitätskontrolle mithilfe gelabelter Datensätze zu automatisieren. Die erkannten Fehler werden in einer Produktionslinie automatisch durch maschinelle Lernverfahren klassifiziert. Die Verpackung der Bauteile ist durch einen Echtzeitabgleich des Packbildes denkbar. Das automatisierte, füllgradoptimierte Beladen von Ladungsträgern ohne gegebenes Packmuster wird durch maschinelle Lernverfahren umgesetzt. Für eine wirtschaftlich sinnvolle Lösung sollen die Kontrolle und Verpackung von flexiblen zylindrischen Bauteilen ganzheitlich und prozessübergreifend automatisiert werden.

Projektnutzen

  • Durch die Kombination von Bauteilhandling und Qualitätsprüfung von anspruchsvollen Bauteilen ergibt sich die Möglichkeit zur prozessübergreifenden Automatisierung von Produktionsprozessen.
  • Diese End-of-Line Automatisierung bietet für die Witzenmann GmbH die Chance, den wirtschaftlichen Betrieb diverser Produktionsprozesse in Hochlohnstandorten zu sichern und eine höhere Flexibilität der Produktionsprozesse zu erreichen.
  • Die Lösung dieser Problemstellung bietet neue Möglichkeiten zur Automatisierung in der gesamten Zulieferindustrie.

Umsetzung der KI-Applikation

Die Elemente der angestrebten Lösung sollen in Form eines Baukastensystems mit offenen Schnittstellen vorliegen, sodass sie in bestehende Produktionsprozesse integriert und skalierbar eingesetzt werden können. Sollte die technische Machbarkeit erwiesen werden, sind Prototypen zunächst in einem internen Laborversuch zu erproben, um diese anschließend in die Produktionsprozesse zu integrieren. Hierzu wird ein firmeninternes Digital-Labor aufgebaut, welches die Möglichkeit bietet, Datenaufnahme, Tests und Roboterversuche im Rahmen des Projekts durchzuführen. Ohne die Produktion zu beeinträchtigen, können Lösungen im Labor bis zur Einsatzreife erprobt werden. Vor diesem Hintergrund kann auch bestehende Kameratechnik im Rahmen des Projekts genutzt werden. Bei erfolgreicher Lösung der Problemstellung ist eine Weiterentwicklung hin zu einem prozessfähigen Produkt angestrebt.

Im Rahmen des Quick Checks hat das Fraunhofer IPA in kurzer Zeit vielversprechende erste Lösungsansätze für unsere Problemstellung erarbeitet. Ein großer Mehrwert ergab sich durch die Interdisziplinarität des Fraunhofer IPA, wodurch unsere Problemstellung mit Expertenwissen aus verschiedenen Fachrichtungen angegangen werden konnte.

bestätigen Steffen Cordes und Kirsten Prill, Testimonials der Witzenmann GmbH.

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