Produktion Digitale Assistenten für die Verbindungstechnik

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In der Fertigung geben heute Automatisierung und Digitalisierung den Takt vor. Menschen müssen in diese vernetzten Prozesse integriert werden – in der Schraub- und Verbindungstechnik mittels Werkerassistenzsystemen.

In Fertigungsbetrieben laufen immer mehr Schraub- und Verbindungsprozesse automatisiert ab. Dennoch bleibt der Mensch unverzichtbar. Monteure und Techniker werden zunehmend in die vernetzte Produktion eingebunden. Dies geschieht nicht mehr nur über klassische Mensch-Maschine-Schnittstellen, sondern kann über Interfaces erfolgen. Digitale Anzeigetafeln, mobile Endgeräte, Virtual- und Augmented-Reality: Unternehmen können unterschiedliche Assistenzsysteme nutzen, um fehlerfreie Schraubverbindungen zu gewährleisten.

Vorreiter sind hier vor allem Branchen, in denen menschliche Fehler folgenschwer und teuer sein können. In der Automobilindustrie, der Elektronikfertigung oder der Luft- und Raumfahrt sind Systeme zur Werkerführung deshalb meist schon selbstverständlich. Diese Form der Assistenz stellt den Beschäftigten detaillierte Anleitungen zur Verfügung, um Fehler zu reduzieren.

Das Resultat: eine bessere Qualität der Endprodukte. „Ein Werkerassistenzsystem funktioniert vereinfacht gesagt wie eine digitalisierte Bauanleitung für Möbel, die Schritt für Schritt durch den kompletten Montageprozess führt“, beschreibt Alexander Grosser, Projektmanager beim Werkzeughersteller Stahlwille.

„Der Werker kann sich auf das Wesentliche konzentrieren“

Die Arbeit an Montagelinien ist aber oft komplexer. „Die Werkerführung stellt das ideale Hilfsmittel dar, um komplexe Montageprozesse in einfache Teilschritte herunterzubrechen. Dabei kann die Software sicherstellen, dass jeder Teilschritt ordnungsgemäß ausgeführt wird und damit jedes Bauteil den gleichen Qualitätsstandards entspricht. Der große Mehrwert liegt dabei daran, dass wir dem Werker die Last der Verantwortung einer komplexen Montage nehmen, sodass er sich auf das Wesentliche konzentrieren kann. Dies führt nachweisbar zu weniger Fehlern und höherer Zufriedenheit“, erklärt Marian Kück, Produktmanager Software beim französischen Industrieausrüster Desoutter.

Fehlerpotenzial von Beginn an reduziert

Fehlerhaften Verbindungen, die sich erst im Feld herausstellen, können teure und rufschädigende Rückrufaktionen zur Folge haben. So musste Honda im vergangenen Jahr in den USA 150.000 Fahrzeuge in die Werkstätten beordern.

Produktion

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Der Grund: Der Hauptbremszylinder wurde während der Produktion nicht ordnungsgemäß an der Bremskraftverstärker-Baugruppe befestigt, was zu losen oder fehlenden Stangenmuttern führte. Und auch Ford machte 2023 Schlagzeilen, weil seine SUVs der Modellreihe Explorer beim Parken losrollen könnten. Fehlerhafte Achsschrauben wurden hier als Grund angegeben.

Werker am Produkt führen

Mit moderner Werkerführung lassen sich solche Fehler vermeiden. Möglich ist das durch die Vernetzung der Kontrollebenen, von Programmen und der an einzelnen Maschinen und Arbeitsplätzen gesammelten Daten. Die Assistenzsysteme bereiten diese Erfahrungswerte auf und präsentieren sie den Benutzern über diverse Kanäle. Die anschließende Visualisierung spielt dabei eine wichtige Rolle.

Laut Nexonar-Geschäftsführer Frank Honisch geht der Trend dabei weg von starren Bildschirmen. Stattdessen werden Werker mithilfe von Tablets oder Datenbrillen zunehmend am Produkt geführt – ihr Aktionsradius nimmt zu. So lassen sich Daten direkt am Einsatzort erfassen und teilen. „Durch das kontinuierliche Abspeichern von wichtigen Messdaten sind darüber hinaus auch Trends in einer Produktion erkennbar. Daten können schneller erfasst und bewertet werden, sodass Fehlerquellen einfacher gefunden werden“, sagt Frank Honisch. Nexonar entwickelt kamerabasierte Trackingsysteme.

Event-Tipp

Regionale Fachmesse für Schraubverbindungen

Die SchraubTec ist Ihr schnellster Weg zu sicheren Schraubverbindungen. In der Ausstellung und in kostenlosen Fachvorträgen können Sie sich in persönlicher Atmosphäre informieren: über Schraubverbindungen, Schraubtechnik, Schraubwerkzeuge, Beschaffung, Einkauf und Management von C-Teilen. Der Eintritt ist kostenfrei.

Weitere Informationen zur SchraubTec

Effizienter mittels nahtloser Datenintegration

Werkerführungssysteme dienen als flexible Kommunikationsschnittstelle von Backend-Systemen – wie ERP, MES und PLC – mit Menschen und Maschinen. Sie gehen weit über die bloße Anleitung von Werkern hinaus: Sie konfigurieren und steuern Werkzeuge automatisch, integrieren Messgeräte und nutzen 2D- und 3D-Positionierungstechnologien für Live-Messungen und Inspektionen. Diese Systeme erfassen Messdaten und speichern wichtige Informationen für die Produktionsoptimierung in Datenbanken.

„Werkerführungssysteme mit ihren angeschlossenen Sensoren sind Datenquellen. Prozesse werden transparenter und liefern wertvolle Daten, um die Prozessqualität zu bestimmen und zu steuern“, erläutert Steven Geirnaert, Key Account Manager bei Nexonar. „Wichtig sind auch Echtzeit-Hinweise, wenn Prozesse nicht korrekt ablaufen. Dies können einfache Signale sein, wie ein Audio-Feedback oder visuelle Meldungen durch Dioden, Video- oder Laser-Projektionen.“

Produktion

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Standardisierte Schnittstellen und Protokolle sind eine Voraussetzung für eine reibungslose Datenübertragung. „Ein wesentlicher Bestandteil unserer aktuellen Technologielandschaft ist OPC UA, die Open Platform Communications Unified Architecture, ein offenes Protokoll für industrielle Kommunikation. Diese Technologie ermöglicht eine zuverlässige und flexible Verbindung zwischen verschiedenen Maschinen und Systemen in der Produktionsumgebung“, sagt Thomas Wree vom Softwareanbieter CSP.

Künstliche Intelligenz im Prozessdesign

Die an den Montageplätzen gewonnenen Daten eignen sich zum Trainieren Künstlicher Intelligenz, besonders im Prozessdesign: „Wir sehen großes Potenzial für den Einsatz Künstlicher Intelligenz bei der Planung, Auswertung und Interpretation von Schraubfällen. Die konsequente Anwendung von KI-Systemen bei der Entwicklung von komplexen Schraubfolgen kann schnellere und damit effizientere Fertigungsprozesse ermöglichen“, prognostiziert Alexander Grosser von Stahlwille.

Marian Kück von Desoutter geht sogar davon aus, dass sich die Werkerführung selbst generieren wird, indem sie zum Beispiel automatisch Konstruktionsdaten extrahiert und in Montageprozesse übersetzt.

Zufriedenere Beschäftigte in der Produktion

Die Synergie von Mensch, Maschine und Künstlicher Intelligenz kann in der modernen Produktionsumgebung für höhere Effizienz und Qualität stehen. Die fortschrittliche Werkerführung, unterstützt von KI, ist dabei zentral. Sie steigert die Produktivität und fördert die Mitarbeiterzufriedenheit durch klare Anweisungen und einen optimierten Arbeitsplatz. Wie das in der Praxis aussehen kann, zeigen die Aussteller der Regionalmesse Schraubtec, die am 4. September 2024 das nächste Mal in Bochums Station macht. (thg)

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