Assistenz im Arbeitsprozess
Die Digitalisierung kommt immer mehr auch beim Werker an. Nun zeigt ein kognitives und kamerabasiertes Assistenzsystem, wie die Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine optimal gelingen kann. Ob Warenein- und -ausgang oder Kommissionierung, ob Montage/Demontage oder Endkontrolle: „Der Schlaue Klaus“ unterstützt manuelle Arbeitsprozesse. In Kombination mit einem ergonomischen Arbeitsplatz werden so maximale Produktivität, Effizienz und Flexibilität erreicht.
Wie wäre es, wenn eine Mitarbeiterin oder ein Mitarbeiter anhand einer digitalen Arbeitsanweisung Schritt für Schritt durch den Prozess geführt wird? Könnte währenddessen gleichzeitig durch eine fortlaufende Bilderkennung geprüft werden, ob jeder Arbeitsschritt korrekt ausgeführt wurde? Könnte so wirksam verhindert werden, dass fehlerhafte Produkte den Arbeitsplatz verlassen? Und wie wäre es, wenn zusätzlich Kennzahlen, Betriebsdaten sowie Mess- und Prüfergebnisse erfasst würden? Dann ergäbe sich zusammen mit den aufgenommenen Bildern ja eine rückverfolgbare Dokumentation? Könnte so ein System im Idealfall sogar 100-prozentige Qualität gewährleisten, für eine neue Dimension der Prozessstabilität sorgen und bei der Überwindung des Fachkräftemangels helfen?
Alles das leistet das Werkerassistenzsystem namens „Der Schlaue Klaus“, das der Arbeitsplatzspezialist Krieg zusammen mit den Softwareexperten von Optimum Datamanagement Solutions entwickelt hat.
„Wir wollten ein richtig cleveres Assistenzsystem machen, das die Komplexität jedes Unternehmens abbildet. Auf den Vornamen kamen wir, weil er positiv besetzt ist und an einen angenehmen Onkel, Vater oder Chef erinnert. Der Schlaue Klaus hat uns dann im Wortrhythmus gefallen“, erklärt Wolfgang Mahanty, Geschäftsführer bei Optimum. Als Produktmanager in China baute er Fertigungen mit auf: „Wenn irgendwo auf der Welt ein Produkt aufschlug, das nicht in Ordnung war, lag das in meiner Verantwortung. Doch wo fängt der Fehler an und wo hört er auf, was ist der Fehler? Schon damals habe ich mir gewünscht, eine Kamera aufzuhängen, um die Produktion zu optimieren. Denn gefühlte und gemeinte Prozessqualität muss auch mit der Realität übereinstimmen.“
Die industrielle Bilderkennung bringt in der manuellen Produktion viele Vorteile mit sich. Das beginnt beim reduzierten Einarbeitungsaufwand für neue Mitarbeitende und Produkte, auch das Einlernen neuer oder geänderter Montageanleitungen ist einfacher. Fertigungsstätten, die mit einer hohen Komplexität der Produkte oder immer kürzeren Lebenszyklen aufwarten, profitieren davon.
Vor allem aber auch für die Menschen ist der Einsatz des Systems gewinnbringend, wenn zum Beispiel jemand nach längerer Abwesenheit oder der Elternzeit in den Betrieb zurückkehrt; eine Belegschaft mitwirkt, die jünger oder multikultureller ist und eine andere Arbeitskultur hat; Situationen auftreten, in denen eine hohe Fluktuation beim Personal herrscht oder wenn der Einsatz von Zeit- und Leiharbeitern oder Aushilfskräften notwendig ist. „Jetzt übernimmt das System die Anleitung und gibt echte Hilfestellung. Weder Kollegen müssen gefragt noch Schritte nachtrainiert werden. Wir nehmen den Menschen ein großes Stück an Stress und Verantwortung, das entlastet alle Beteiligten. Und jeder kann alles fertigen“, unterstreicht Mahanty. Das senkt Schulungskosten und Personalaufwand deutlich.
„Low Volume, High mix – das ist aktuell das Hauptproblem in vielen Betrieben. Bei einem Produktionszuwachs von 30 Prozent fragen sich die Betriebe, welche Leute sie einsetzen können. Auch bei ungelernten Arbeitern oder solchen mit Sprachbarrieren hilft der digitale Assistent, zu einem einwandfreien Ergebnis zu kommen“, so Mahanty. Das intelligente System trägt wesentlich dazu bei, die Fehlerquoten innerhalb der Montage- und Verpackungsprozesse zu minimieren und ein gesundes Arbeiten zu fördern.
Gerade in der schnellen Einarbeitung neuer Mitarbeiter und neuer Produkte sieht auch Florian Becker, Geschäftsführer bei Krieg, einen großen Pluspunkt: „Das entlastet die Werker, weil diese nicht alle Versionen oder Varianten kennen müssen. Da nun jeder alles fertigen kann, macht das eine flexiblere Personalplanung möglich. Da die Mitarbeiter in Echtzeit vom System unterstützt werden, sinkt die Fehlerquote enorm. Unterm Strich sind motivierte Mitarbeiter und zufriedene Kunden das Resultat.“
„Der Schlaue Klaus“ ist modular aufgebaut und kann für jeden Anwendungsfall individuell konfiguriert werden. Die digitalen Arbeitsanweisungen lassen sich einfach und ohne Programmierkenntnisse erstellen. Typische Anwendungsfälle sind beispielsweise die Wareneingangskontrolle (SK Receipt), die automatische optische Identifikation (SK Ident), die manuelle Montage (SK Assembly), die THT-Bestückung und die automatische optische Inspektion (SK Inspect).
Vor Ort werden eine oder mehrere Kameras verwendet, um den Arbeitsbereich zu beobachten. Anleitungen erfolgen mittels Augmented Reality, die optische Kontrolle mit 2D-Kameras. Die eingezogenen Bilder werden von einer Bildverarbeitungs-Software analysiert und mit der eingestellten digitalen Arbeitsanweisung verglichen. Die Kamera prüft optische Merkmale gegen Referenzdaten. So können zum Beispiel Farben, Formen, Muster, Texte und Bar-/QR-Codes gelesen und mit dem Sollwert abgeglichen werden. „Der Schlaue Klaus“ erkennt den Arbeitsfortschritt und reagiert situationsabhängig. Der Werker bekommt am Bildschirm die Schritt-für-Schritt-Anleitung, erst nach der optischen Überprüfung jedes einzelnen Montageschrittes wird automatisch weitergeschaltet und der nächste Schritt angezeigt. Die Erkennungsweite beträgt bis zu 1 mm. Physikalische Grenzen gibt es lediglich beim Thema Sicht, daher ist die ideale Beleuchtung entscheidend. Derzeit baut Optimum an neuen Algorithmen, die das System lichtunempfindlicher machen.