Montageplanung Zeit und Geld bei der Montageplanung sparen

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Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Die Montageplanung muss kein personalintensiver Prozess mehr sein: Eine neue Software des Fraunhofer IPA nutzt vorhandene CAD-Modelle, aus denen intuitiv Montagepläne entstehen. Eine KI erzeugt automatisch Montageassistenzen, die Video, Text oder andere Formate nutzen können.

Viele verbringen monatelang mit dem Erstellen von Montageanleitungen mit Screenshots, weil oft alles händisch passiert. Eine intelligente Hilfe gibt es bisher nicht, was besonders bei zahlreichen Produktvarianten und spezifischen Kundenanforderungen zu einer Herausforderung wird. So ist es nicht verwunderlich, dass die Montageplanung und Montage laut Fraunhofer IPA 30 bis 50 Prozent der Personalkosten verschlingen und etwa 20 Prozent der Gesamtkosten für die Herstellung eines Produkts umfassen. Mitunter fließt die Hälfte der Produktionszeit in diese Aufgaben.

Das Vorgehen bei der Montageplanung kostet viel Zeit, doch oft ist ein Umsatteln auf mehr Automatisierung aus technischen oder wirtschaftlichen Gründen nicht einfach umsetzbar. Sinnvoll wäre es deshalb, die Montageplanung mit der tatsächlichen Montage zu verknüpfen und beide Stellen zu optimieren. Hieran haben Expertinnen und Experten des Fraunhofer IPA in den letzten Jahren gearbeitet. Hervorgegangen ist daraus nun eine neue Software sowie das Unternehmen Assemblio, eine Ausgründung aus dem Fraunhofer IPA.

Datenauswertung aus STEP-Dateien als Grundlage

Grundlegende Technologie für alle Leistungen der „Assembly Suite“ von Assemblio ist eine Künstliche Intelligenz (KI), die STEP-Dateien analysiert und auswertet. Diese informationsreichen Dateien lassen sich aus jedem CAD-System für die zu montierenden Bauteile erstellen. Sie liefern der „3D-Analyse-KI“, einer von drei Komponenten der Software, alle notwendigen Informationen, um strukturierte Montageinformationen präzise abzuleiten.

Mit diesem Vorgang ist es möglich, einen bisher mühevollen Prozess zu automatisieren: Denn für die Montageplanung ist es üblich, einen Mix aus Informationen wie 2D-Bildern, Stücklisten und Modellbeschreibungen zu nutzen. Gerade für die Modellbeschreibungen waren oft Expertise und Erfahrung der Fachkräfte wichtig – alles in allem ein uneinheitlicher, aufwendiger und fehleranfälliger Prozess. Die Software hingegen reduziert die Vorbereitungszeit und Personalkosten. Zudem vermeidet sie Verständnisfehler oder Inkonsistenzen, die bei der Datenerhebung aus den verschiedenen Informationsquellen vorkommen können.

Zeit sparen mit automatischer Montageplanung

Die zweite Softwarekomponente ist der „Assembly Composer“. Dieser liest die extrahierten Montageinformationen aus der STEP-Datei aus und speist sie in ein grafisches Tool für die Montageplanung ein. Die Fachkräfte sehen damit die visualisierten Montageinformationen, sodass sie die Montage dreidimensional und spielerisch planen können.

Auch dies war bisher ein rein manueller und oft unstrukturierter Prozess, der mit der Software schneller, günstiger und fehlerfrei durchgeführt werden kann. Durch die intuitive grafische Bedienung eröffnet sich damit auch für weniger erfahrene Anwenderinnen und Anwender die Möglichkeit, korrekte und konsistente Montageanleitungen und -videos in kürzester Zeit zu generieren. Erste interne Studien vom Fraunhofer IPA zur Nutzung der Software ergaben eine Zeitersparnis von 92 Prozent bei der Erstellung von Montageanleitungen. Auch der Vorbereitungsaufwand soll bis zu 73 Prozent sinken.

Anwenderspezifische Montageassistenz steigert Produktivität

Komplettiert wird das Trio an Softwarekomponenten durch die KI-Montageassistenz „KIM“. Ist die Montageplanung abgeschlossen, können die Daten aus dem Büro, auf deren Basis die Software kostengünstig und schnell eine Montageassistenz bereitstellt, direkt am Montagearbeitsplatz eingesetzt werden. Diese Assistenz unterstützt die Fachkräfte insbesondere bei komplexen Produkten interaktiv.

Die Ausgestaltung kann variieren: So ist es möglich, eine 2D- oder 3D-basierte Assistenz ausgeben zu lassen, Video zu generieren oder eine Anleitung, die Augmented Reality nutzt (beispielsweise über eine smarte Brille). KIM soll das Personal in der Montage produktiver machen und dennoch die Fehlerquote senken – sowohl bei der konkreten Montageaufgabe als auch bei anderen Faktoren wie beispielsweise der richtigen Reihenfolge der Montageschritte. Auch die Einarbeitung neuer Mitarbeiter kann mit KIM vereinfacht werden, denn sie erhalten auf sie zugeschnittene Montageassistenzen, die den Schulungsprozess erleichtern.

Softwarebedienung schnell erlernbar

Sowohl der Assembly Composer als auch die Montageunterstützung KIM sind intuitiv aufgebaut und lassen sich innerhalb kürzester Zeit meistern, so Assemblio. Es ist lediglich das CAD-Modell des Bauteils nötig. Da die Software auf Web-Technologien basiert, muss keine zusätzliche Hardware installiert werden.

Alles in allem hebt Assemblio mit der Assembly Suite nach eigenen Aussagen die Handmontage auf ein neues Niveau – und das bereits ab Losgröße 1. Die Montageplanung ist damit kein rein manueller Prozess mehr. Die Software bündelt Fachwissen, nutzt verfügbare Daten mithilfe von KI intelligent und ermöglicht so, Personal in seinen Planungs- und Ausführungstätigkeiten optimal zu unterstützen.

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