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Sensorik hilft bei der Montageoptimierung

Datengetriebene Fertigung
Sensorik hilft bei der Montageoptimierung

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Forscher des Fraunhofer IPA haben ein Sensorsystem entwickelt, das Daten in manuellen Montageprozessen aufnimmt und auswertet. Bild: Fraunhofer IPA/Foto: Rainer Bez
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Manuelle Prozessanalyse mit der Stoppuhr? Das muss nicht sein. Ein Sensorsystem des Fraunhofer IPA sammelt und analysiert Daten in manuellen Montageprozessen. Es kann einfach eingesetzt werden – ohne besondere IT-Kompetenz oder Infrastruktur.

Das LeanDA-System besteht aus kleinen Sensorpaketen, die ein Magnetometer, ein Gyroskop und einen Beschleunigungssensor enthalten und so ihre Orientierung und Bewegung im Raum erfassen. Zur Analyse von manuellen Prozessen in der Produktion werden diese Sensorpakete an Bauteilen, Baugruppen, Werkstücken, Werkzeugen und Vorrichtungen befestigt. Die gesammelten Daten senden die Sensoren drahtlos an ein Edge Device, wo sie mittels maschinellem Lernen ausgewertet werden.

Die Sensoren schaffen so Transparenz: Welches Bauteil hat sich wie bewegt? Welches Werkzeug wurde verwendet? Die intelligente Auswertung kombiniert die Daten der Sensoren: Aus der Bewegung eines Bauteils und der gleichzeitigen Nutzung eines Akkuschraubers schließt der Algorithmus beispielsweise, dass dieses Bauteil angeschraubt wurde. Videoanalysen oder Daten aus einer App können die Sensoren bei Bedarf unterstützen. Die Analyse zeigt, welcher Prozess wann, wie lange und in welcher Reihenfolge ausgeführt wurde. Besonders in Montagen mit komplexen Produkten, vielen Varianten und großen Montageaufwänden kann so Transparenz geschaffen und Verschwendung aufgedeckt werden.

Digitalisierung einfach ausprobieren

Das Sensorsystem des Fraunhofer IPA ermöglicht es, mit wenig Aufwand auszuloten, wo eine Datenaufnahme zielführend ist. So bietet sich die Chance, leicht selbst Erfahrungen mit der Digitalisierung zu sammeln und den eigenen Blick zu schärfen. Pilotprojekte mit dem Sensorsystem dienen dazu, eben diese Erfahrungen zu sammeln. Sie sind schnell umsetzbar und ihr Nutzen ist direkt erlebbar.

Bei und mit der Elabo GmbH haben die Wissenschaftler des Fraunhofer IPA ein Pilotprojekt in der Tischmontage durchgeführt. Elabo ist Spezialist für smarte Lösungen zur Gestaltung individueller Hand-Arbeitsplätze sowie Montage-, Prüf- und Testanlagen in der industriellen Serienfertigung. Die Projektpartner haben mehrere Montageabläufe mithilfe der Sensoren analysiert und ausgewertet. Die Analyse zeigte, wie lange die einzelnen Montageschritte dauern. Weiter wurde der Anteil an wertschöpfender Zeit, Nebenarbeiten, wie etwa Rüstvorgänge am Werkzeug, und Verschwendungen, wie beispielsweise die Suche von Bauteilen, deutlich. Auf Basis dieser Analyse haben die Projektpartner die Prozesse bei Elabo dann optimiert.

Das Projekt wurde als Quick Check am S-TEC-Zentrum für Cyberphysische Systeme des Fraunhofer IPA durchgeführt und im Rahmen der S-TEC-Förderprojekte durch das Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau Baden-Württemberg gefördert.

Fraunhofer Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

www.ipa.fraunhofer.de



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