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Hackathon bei igus: „Künstliche Intelligenz trifft Robotics“

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Fraunhofer-Institute, Lamarr Institut, igus und Uni Bonn entwickeln Sprachmodell für kostengünstige Automatisierungslösungen in der Kommissionierung


Köln, 1. Oktober 2024 – Mitte September fand bei igus in Köln ein Hackathon statt. Unter dem Motto „Künstliche Intelligenz trifft Robotics“ arbeiteten 17 Teilnehmer in drei interdisziplinären Teams daran, fortschrittliche Automatisierungslösungen für die Logistik zu entwickeln. Ziel des Hackathons war es, mithilfe eines großen KI-basierten Sprachmodells (Large Language Models, kurz: LLM) eine automatisierte Methode zum Verpacken von Pizzen zu schaffen. Die Veranstaltung fand in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS, der Universität Bonn, dem Lamarr Institut und dem Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML statt.

20-mal Tonno, 10-mal Salami und 25-mal Margherita: So lautet die Bestellung des Supermarkts um die Ecke bei einem großen Hersteller von TK-Pizzen. Das klingt nach einer einfachen Aufgabe, ist jedoch immer noch Handarbeit, die aktuell manuell erledigt wird. Eine einfache und wenig anspruchsvolle Arbeit, für die sich oftmals kein Personal findet. Eine Lösung hierfür entwickelten 17 Teilnehmer der Fraunhofer Institute IAIS und IML, des Lamarr-Instituts für Maschinelles Lernen und Künstliche Intelligenz sowie Mitarbeitende der Universität Bonn innerhalb eines 5-tägigen Hackathons bei igus in Köln. Und zwar mithilfe von kosteneffizienter „Low Cost Robotic“ made in Cologne. Die Aufgabe des Hackathons lautete: Entwickelt eine Automatisierungslösung, die mithilfe von Künstlicher Intelligenz (KI) die Pizzen automatisch verpackt. Die Herausforderung bestand darin, einen Roboter so zu steuern, dass er über Sprachanweisungen direkt von Mitarbeitenden die richtigen Produkte erkennt, greift und in Mischpakete verpackt. Durch die Kombination von Generativen KI (GenAI) und Robotik sollte eine Lösung entwickelt werden, die diese repetitive Arbeit effizienter und kostengünstiger gestaltet.

Automatisierung der Industrie mit KI und kostengünstiger Robotik
Während des Hackathons arbeiteten drei Teams an einem realen Use Case, bei dem ein ReBeL Roboterarm vor einem Förderband mit verschiedenen Pizzaprodukten platziert wurde. Mithilfe einer Webcam und einem KI-basierten Segmentierungssystem (Segment Anything Model, SAM) erkannten die Systeme die verschiedenen Produkte auf dem Förderband und identifizierten ihre Position. Das Sprachmodell ordnete diese Objekte den gewünschten Produkten zu, basierend auf den natürlichsprachlichen Anweisungen. Anschließend legte der Roboter die Produkte in die Boxen, indem er die Anweisungen des Sprachmodells befolgte.

Alexander Zorn vom Fraunhofer IAIS zeigte sich begeistert von den Ergebnissen des Hackathons: „Wir freuen uns sehr, mit dem igus Robotik-Know-how reale Proof-of-Concepts für Kunden in der Industrie zu entwickeln. Die Kombination von Künstlicher Intelligenz und Robotik bietet enorme Potenziale, um Arbeitsprozesse zu automatisieren und effizienter zu gestalten.“ Auch Alexander Mühlens, Prokurist und Leiter der Abteilung Low Cost Automation bei der igus GmbH, betonte die Bedeutung des Hackathons: „Die Zusammenarbeit mit den Instituten gibt uns die Möglichkeit, unseren Kunden zu zeigen, was alles mithilfe von KI und Low-Cost-Robotic möglich ist. Unser Traum ist es, Roboter über einen Sprachbefehl einfach steuern zu können, und das in jeder Anwendung.“ Der Hackathon zeigte, dass durch den Einsatz von LLMs und Robotik viele weitere Automatisierungsmöglichkeiten denkbar sind, wie beispielsweise das gleichzeitige Packen mehrerer Boxen, das Sortieren von Produkten nach speziellen Anweisungen oder das Überprüfen von Inhaltsstoffen auf Allergene mithilfe von Kamerasystemen. Die erfolgreiche Zusammenarbeit zwischen igus, dem Fraunhofer IAIS, dem Lamarr-Institut der Universität Bonn und dem Fraunhofer IML unterstreicht das Potenzial dieser Technologien für die industrielle Automatisierung.

**Über die Partner**

Das Fraunhofer IAIS ist eines der führenden Forschungsinstitute auf den Gebieten Künstliche Intelligenz (KI), Maschinelles Lernen und Big Data, während die Universität Bonn als Zentrum für Künstliche Intelligenz und Robotik bekannt ist. Das Fraunhofer IML in Dortmund brachte seine Fachexpertise in der Logistikautomatisierung und im Materialfluss ein. Während das Lamarr-Institut führend in der internationalen KI-Forschung und dem Maschinellen Lernen ist.    

Vention demokratisiert die industrielle Automatisierung  mithilfe von NVIDIA-KI-Technologien

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MONTREAL/BERLIN, Juni 2024 – Vention, das Unternehmen hinter der  cloudbasierten Manufacturing Automation Platform (MAP), gibt eine Zusammenarbeit  mit NVIDIA bekannt. Das Ziel ist, kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) industrielle Automatisierungstechnologie zugänglich zu machen. Um die Cloud Robotik voranzutreiben, sollen KI-Technologien von NVIDIA und beschleunigtes  Computing genutzt werden.  

Die Ankündigung markiert ein Jahr gemeinsamer Bemühungen, künstliche Intelligenz (KI) zu  nutzen, um die Realisierung von industriellen Automatisierungs- und Robotikprojekten – vom  Design bis zum Betrieb – zu vereinfachen.  

Die Vention Plattform ist KI-fähig und basiert auf einem proprietären Datensatz mit mehreren  hunderttausend Roboterzellendesigns, die seit der Gründung des Unternehmens 2016  erstellt wurden. Vention beabsichtigt, dieses einzigartige Potenzial zu nutzen, um das  Benutzererlebnis in der Cloud und beim Edge Computing zu vereinfachen. Die  Zusammenarbeit mit NVIDIA konzentriert sich darauf, mithilfe von KI digitale Zwillinge  deutlich schneller und effizienter zu erstellen, damit Unternehmen ihre Projekte testen  können, bevor sie investieren. Zu den Entwicklungsbereichen gehören generative Designs  für Roboterzellen, Co-Pilot-Programmierung, physikbasierte Simulation und autonome  Roboter.  

In Kombination mit Ventions modularer Hardware und Plug-and-Play  Bewegungssteuerungstechnologie wird die Zusammenarbeit mit NVIDIA modernste KI in  den Vordergrund der Fertigung rücken und darauf abzielen, KMU den Zugang zu industrieller  Automatisierungstechnologie zu erleichtern. Vention ist bereits für seine  benutzerfreundlichen Softwareprodukte und -schnittstellen bekannt und möchte KMU auch  weiterhin Lösungen anbieten, die es ermöglichen, die Automatisierung schneller und  effizienter umzusetzen.  

Eine Reihe neuer Vention-Produkte, die aus dieser Zusammenarbeit hervorgehen, wird voraussichtlich im dritten Quartal 2024 angekündigt. 

„Das Vention Ökosystem wird zusammen mit NVIDIAs Robotertechnologie und KI-Expertise  dazu beitragen, Innovationen in der Fertigungsindustrie entscheidend voranzubringen. Jetzt  können selbst die komplexesten Anwendungsfälle für kleine und mittlere Hersteller  umgesetzt werden.“ – Etienne Lacroix, Gründer und CEO von Vention.  

„Ventions cloudbasierte Roboterplattform, die von NVIDIA KI angetrieben wird, wird es  Herstellern von Industrieanlagen überall ermöglichen, Roboterzellen nahtlos zu entwerfen,  einzusetzen und zu betreiben und so die Branche voranzubringen.“ – Deepu Talla,  Vizepräsident für Robotik und Edge Computing bei NVIDIA. 

Miika K.I. von KOSMOS: Ein Roboter zum Verstehen und Erleben von Künstlicher Intelligenz

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Miika K.I. ist ein innovativer Roboter und Experimentierkasten von Kosmos, der Kindern ab 10 Jahren einen spielerischen Zugang zu den Themen Robotik und künstliche Intelligenz ermöglicht. Dieser Roboter ist mit echter künstlicher Intelligenz ausgestattet, die von den Kindern selbst trainiert und gesteuert wird. So wird das Training einer künstlichen Intelligenz verständlich erklärt und nachvollzogen.

Miika K.I. kann durch Gesten oder Audiobefehle trainiert und gesteuert werden, ganz einfach mit einer App. Zur Nutzung der App, wird lediglich ein Smartphone oder Tablet benötigt. Um Miika K.I. für Kinder zwischen 10 und 14 Jahren zu einem sicheren Spielzeug zu machen, funktioniert die App rein lokal ohne Internet, sie speichert weder Bild- noch Audiodateien und leitet auch keine Daten an einen Server.

Beispielsweise kann Miika beigebracht werden, auf ein Schnipsen oder das Zeigen eines „Daumen hoch“ mit einer Drehung zu reagieren. Die Kreativität der Kinder sind beim Umgang mit Miikas künstlicher Intelligenz keine Grenzen gesetzt. Es lassen sich zwei Arten von KI trainieren; eine Version, die auf das Kamerabild des Smartphones oder Tablets reagiert oder eine Version, die auf wahrgenommene Geräusche reagiert.


Der Roboter verfügt über ein LED-Display, auf dem Texte, Symbole und Gesichter dargestellt werden können. Miika kann sich bewegen, blinken und Töne von sich geben. Die Steuerung erfolgt über eine App, die offline arbeitet, um den Datenschutz zu gewährleisten.
Miika K.I. bietet den Kindern die Möglichkeit, die Technik der Zukunft spielerisch zu erleben und technologisches Verständnis zu vermitteln. Der Experimentierkasten wurde mit dem Toy Award 2023 ausgezeichnet.

Zum Lieferumfang gehören Bauteile zum Zusammenbau des Roboters, eine Bluetooth-fähige Platine mit LED-Display, zwei Motoren und eine Anleitung. Für den Betrieb werden vier 1,5-Volt-Batterien vom Typ LR03 (AAA, Micro) benötigt. Der Roboter hat die Abmessungen 425 x 265 x 79 mm und wiegt 766 Gramm.
Miika K.I. ist ein spannendes und lehrreiches Spielzeug, das Kindern die Möglichkeit bietet, die Möglichkeiten und Grenzen der künstlichen Intelligenz kennenzulernen und zu verstehen.

ABB identifiziert neue Perspektiven für Robotik und KI im Jahr 2024

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Marc Segura, Leiter der Robotics-Division bei ABB, skizziert drei Haupttreiber für robotergestützte KI-Lösungen im Jahr 2024. Indes setzt ABB ihre Expansion in neue Segmente fort, in denen eine robotergestützte Automatisierung bisher kaum zum Einsatz kam.

„Im kommenden Jahr wird die entscheidende Rolle der KI verstärkt im Fokus stehen“, betont Marc Segura. „Von mobilen Robotern und Cobots über neue Robotik-Anwendungen in weiteren Segmenten bis hin zur Schaffung neuartiger Aus- und Weiterbildungsmöglichkeiten – diese KI-Trends werden die Zukunft der Industrierobotik neu definieren.“

1 – KI wird für eine größere Autonomie in Robotikanwendungen sorgen

Den Fortschritt auf dem Gebiet der KI zu beschleunigen, bedeutet, die Möglichkeiten der Industrierobotik neu zu definieren. KI verbessert nicht nur die Fähigkeit von Robotern zum Greifen, Aufnehmen und Absetzen von Objekten, sondern ermöglicht es ihnen auch, dynamische Umgebungen abzubilden und durch sie zu navigieren. Mithilfe von KI können mobile Roboter, Cobots und andere robotergestützte Lösungen ein Höchstmaß an Geschwindigkeit, Genauigkeit und Traglast erreichen, sodass sie mehr Aufgaben in Umgebungen wie flexiblen Fabriken, Lagerhäusern, Logistikzentren und Labors übernehmen können.

„KI-gestützte mobile Roboter können Segmente wie die Fertigung, Logistik und Labors transformieren“, ergänzt Segura. „Roboter, die mit der neuen Visual-SLAM-Technologie (Visual Simultaneous Localization and Mapping) von ABB ausgestattet sind, verfügen zum Beispiel über erweiterte Kartierungs- und Navigationsfähigkeiten. Das ermöglicht eine größere Autonomie und reduziert die Infrastruktur, die frühere Generationen fahrerloser Roboter benötigten. Dies wiederum ebnet den Weg für die Umstellung von linearen Produktionslinien auf dynamische Netzwerke. So können erhebliche Effizienzsteigerungen erzielt und menschliche Arbeitskräfte von monotonen, schmutzigen und gefährlichen Arbeiten entlastet werden, damit sie sich erfüllenderen Tätigkeiten widmen können.“

2 – KI erschließt neue Bereiche für den Einsatz von Robotern

Das Potenzial der KI-gestützten Robotik geht weit über den Fertigungsbereich hinaus. Man geht davon aus, dass diese Technologien im Jahr 2024 erhebliche Effizienzsteigerungen in dynamischeren Bereichen wie dem Gesundheitswesen, Life Sciences und dem Einzelhandel ermöglichen werden. Ein weiteres Beispiel ist die Baubranche. Hier kann KI-gestützte Robotik wesentlich zur Steigerung der Produktivität, Verbesserung der Sicherheit und Umsetzung nachhaltiger Verfahren beitragen und gleichzeitig das Wachstum fördern.

„Die Bauindustrie ist ein gutes Beispiel für einen Sektor, in dem KI-gestützte Roboter sich als transformativ erweisen werden. Sie können einen echten Mehrwert bieten, indem sie dabei helfen, viele Probleme zu lösen, mit denen die Branche heute zu kämpfen hat – darunter Fachkräftemangel, Sicherheitsrisiken und stagnierende Produktivität“, erklärt Marc Segura. „KI-basierte Fähigkeiten wie eine bessere Erkennung und Entscheidungsfindung sowie Fortschritte auf dem Gebiet der kollaborativen Robotik ermöglichen einen sicheren Einsatz von Robotern an der Seite von Menschen. Dank dieser Fortschritte können Roboter Kernaufgaben wie das Mauern, das Montieren von Modulen und das Fertigen im 3D-Druck präziser und schneller erledigen. Gleichzeitig tragen sie durch Senkung der Emissionen zur Nachhaltigkeit bei, indem sie zum Beispiel das Mischen von Beton vor Ort ermöglichen und durch Montage vor Ort den Materialtransport über große Entfernungen reduzieren.“

3 – KI wird neue Möglichkeiten zum Lernen und Arbeiten mit Robotern schaffen

Die in der KI und Robotik erzielten Fortschritte sind für die Aus- und Weiterbildung von großer Bedeutung. Denn sie helfen dabei, die Qualifikationslücke in der Automatisierung zu schließen und Roboter für Menschen und Unternehmen zugänglicher zu machen. Da KI die Programmierung durch Lead-Through-Verfahren und natürliche Sprache vereinfacht, kann sich die Ausbildung auf die Frage konzentrieren, wie Roboter den Menschen effektiver unterstützen können, als ausschließlich Programmierkenntnisse zu vermitteln. Dieser Wandel macht Roboter für eine größere Zielgruppe zugänglich, was neue Jobperspektiven eröffnet und dabei hilft, dem Arbeits- und Fachkräftemangel entgegenzuwirken.

„Der Mangel an Arbeitskräften, die über die benötigten Qualifikationen zur Programmierung und Bedienung von Robotern verfügen, ist seit Langem eine Hürde für die robotergestützte Automatisierung, insbesondere in kleinen und mittleren Fertigungsunternehmen“, so Marc Segura. „Dies wird sich zunehmend ändern, wenn Fortschritte auf dem Gebiet der generativen KI die Hürden zur Automatisierung senken und der Fokus der Ausbildung über die Programmierung hinausgeht. KI-gestützte Entwicklungen im Bereich Natural Language Programming, die die Steuerung von Robotern mithilfe von sprachlichen Anweisungen erlauben, werden für eine neue Dynamik in der Mensch-Roboter-Interaktion sorgen.“

fruitcore robotics enthüllt neues Betriebssystem mit integriertem AI  Copiloten: ein großer Schritt in der Industrieautomation für mehr  Effizienz, Benutzerfreundlichkeit und Zeit

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Konstanz, 28.06.2023 – fruitcore robotics hebt mit einem innovativen Betriebssystem, das die neueste  KI-Technologie nutzt, die Industrieautomation auf ein neues Level. Industrieunternehmen steht mit  horstOS ein neues Werkzeug zur Verfügung, das ihnen in jedem Schritt der Inbetriebnahme gesamter  Anwendungen mit dem intelligenten Industrieroboter HORST zur Seite steht und dabei die  Komplexität deutlich reduziert. Durch einen integrierten AI Copiloten können Industrieunternehmen  die Effizienz ihrer Produktionsprozesse steigern und Zeit einsparen. „Generative KI treibt eine  Veränderung vieler Aufgabenbereiche voran. Die neue Technologie wird die Automatisierung  verändern und unseren Kunden eine ganze neue Automatisierungserfahrung verschaffen“, sagt  Patrick Heimburger, Geschäftsführer (Chief Revenue Officer) von fruitcore robotics.  

Das neue Betriebssystem von fruitcore robotics vereinfacht und beschleunigt die Konfiguration und  Verwaltung aller am Prozess beteiligten Komponenten, das Programmieren sowie den Betrieb der  fertig eingerichteten Anwendung. Die gesamte Steuerung von Roboter, Komponenten und  bestehenden Industrieprozessen erfolgt über eine benutzerfreundliche Oberfläche, über die ihr  Zusammenspiel noch leichter realisiert wird. horstOS umfasst im Wesentlichen drei miteinander  verbundene Bereiche: den Bereich Komponentenmanagement, den Bereich für die  

Programmerstellung und den Bereich Prozesssteuerung. Diese drei Bereiche bieten Anwendern alle  Funktionen, mit denen sie ihre Gesamtanlagen schnell, einfach und effizient einrichten und nutzen können.  Im Bereich Komponentenmanagement können Anwender dank standardisierter Schnittstellen alle für  eine Gesamtanlage relevanten Komponenten wie beispielsweise Greifer, Kamerasysteme und  Sicherheitssysteme nahtlos integrieren und zentral verwalten. Das Hinzufügen der Komponenten  erfolgt mit einem Klick und ist bei allen Komponenten möglich, die über eine Web-App oder eine  Digitale Schnittstelle verfügen – unabhängig vom Hersteller. Sollen bei einer der angeschlossenen  Komponenten Statusinformationen abgefragt, Einstellungen kontrolliert oder Änderungen  vorgenommen werden, lässt sich dies ganz einfach über das Roboterpanel mit horstOS als zentrale  Bedienoberfläche umsetzen. Wechseln Anwender in den Bereich für die Programmerstellung finden  sie sich in der intuitiven Bediensoftware horstFX wieder, in welcher sie den Programmablauf des  Roboters unter Einbindung aller Komponenten erstellen. Steht der Programmablauf erstmal, kann  dieser im Bereich Prozesssteuerung gestartet, gestoppt oder pausiert werden. Der Bereich  Prozesssteuerung ermöglicht es Anwendern auch, den Betrieb und die Prozessüberwachung an ihre  persönlichen Bedürfnisse und spezifischen Prozesse anzupassen. Mithilfe von Widgets können  relevante Prozessdaten eingeblendet, der Status der angeschlossenen Komponenten angezeigt und häufig anzupassende Parameter zugänglich gemacht werden. So haben Anwender die volle Kontrolle  über ihren Automatisierungsprozess. 

Ask HORST Anything – AI Copilot hilft in allen Lebensphasen der Industrieroboter  

„Unser neues Betriebssystem beinhaltet die fortschrittlichste Technologie und eine tiefe  Integration künstlicher Intelligenz. Es setzt neue Standards für die schnelle Einbindung von Industrierobotern in Prozesse wie beispielsweise die Maschinenbeladung und -entladung,  Qualitätssicherung, Teilevereinzelung oder Klebe- und Dichtmittelauftrag, so Patrick Heimburger.  Mit dem AI Copiloten in horstOS erhalten Anwender einen intelligenten Assistenten, der in natürlicher  Sprache in Echtzeit dabei unterstützt, die Herausforderungen der Automatisierung erfolgreich zu  bewältigen. Ob bei der Einrichtung des Roboters und weiterer Komponenten, bei der Fehlerbehebung  oder beim Vorschlagen von Programmbausteinen oder gar dem Schreiben ganzer Programme, der AI  Copilot ermöglicht es Anwendern, schnell und präzise Lösungen für ihre Anwendungen zu finden und  den Betrieb reibungslos aufrechtzuerhalten. Möchte der Anwender beispielsweise erfahren, wie er  dem Roboter die von der Kamera ermittelte Teileposition übergeben kann, kann er diese Frage per  Text-Prompt an den AI Copiloten richten und erhält innerhalb weniger Augenblicke den  entsprechenden Code-Baustein.  

Der AI Copilot von fruitcore robotics basiert auf ChatGPT und wurde speziell für die Anforderungen  der Industrie trainiert. Er bietet Anwendern einen umfassenden Zugriff auf alle relevanten  Anleitungen, Supportinhalte und Software-Dokumentationen von fruitcore robotics. Um Anwendern  ein optimales Nutzungserlebnis zu bieten, setzt das Konstanzer Unternehmen auf stetige  Erweiterungen der Fähigkeiten des AI Copiloten. 

Zukunftsorientierte Automatisierung mit horstOS  

Auch der Leistungsumfang von horstOS soll in den kommenden Jahren stetig wachsen. Schon heute  ermöglicht der modulare Aufbau des Betriebssystems, externe Software und Services ohne großen  Aufwand einzubinden. Auch anwenderspezifische Softwareprogramme und -oberflächen von OEMs  können nahtlos integriert werden. „Durch horstOS wird die Zukunft der Automatisierung zur neuen  Realität. Das System bietet umfangreiche Unterstützung, auch bei geringen Kenntnissen, und senkt  

den Aufwand bei Einrichtung, Betrieb und After Sales maßgeblich“, erläutert Jens Riegger,  Geschäftsführer (CEO) von fruitcore robotics. „Unsere intelligenten Industrieroboter sollen unseren  Kunden nicht nur den besten Return-on-Investment auf dem Robotermarkt bieten. Insbesondere vor  dem Hintergrund des allgegenwärtigen Fachkräftemangels sollen sie auch dabei helfen, die  Produktivität zu steigern und wertvolle Zeit einzusparen“, so Jens Riegger. 

Potenziale KI-gestützter Robotik für die Industrie

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Künstliche Intelligenz (KI) gilt als Schlüsseltechnologie und birgt enormes wirtschaftliches Potenzial. Doch ein Blick in deutsche Produktionshallen zeigt noch ein anderes Bild: Lediglich 6,8 Prozent der Unternehmen aus den Bereichen Maschinenbau und Elektrotechnik setzen KI-Technologien ein (Stand 2019). Dabei birgt KI gerade für das produzierende Gewerbe zahlreiche Potenziale.

Künstliche Intelligenz ist ein Überbegriff, der den Ansatz beschreibt, mit Maschinen Probleme zu lösen und menschliche Intelligenz zu imitieren. Dabei spielt insbesondere ein Teilbereich, das Machine Learning (Maschinelles Lernen), in Unternehmen und Produktionen eine entscheidende Rolle. Machine Learning bedeutet, dass ein System aus Beispielen lernt und diese nach der Lernphase verallgemeinern kann.

In der Produktion kommt Machine Learning beispielsweise im Bereich Predictive Analytics zum Einsatz. Dort wird KI als Teil von Vorhersagemodellen zur Überwachung und Wartung von Produktionsanlagen eingesetzt, um frühzeitig auf kritische Zustände reagieren zu können.

Auch das Wissensmanagement greift für die Auswertung von internen Informationen und Daten auf Machine Learning zurück. Daten von Fertigungslinien, Lieferketten, aber auch von einzelnen Produkten werden für Unternehmensprozesse, die Produktentwicklung und neue Geschäftsmodelle ausgewertet. Ohne den Einsatz von KI wäre eine Analyse aufgrund der schieren Datenmenge nicht möglich.

Mit KI und Robotik Handarbeitsplätze automatisieren

Machine Learning, häufig in Kombination mit Machine Vision, kommt auch in den Bereichen Robotik und Automatisierung, Sensorik und bei fahrerlosen Transportsystemen zum Einsatz. Für die Fertigung ist dabei das Zusammenspiel von KI und Robotik ein wichtiger Schlüssel für die Zukunft.

KI-Produkte, wie beispielsweise Robotersteuerungen, ermöglichen es unter anderem, Handarbeitsplätze zu automatisieren. Ein nicht zu vernachlässigender Vorteil, denn Arbeitskräfte sind rar und der Mangel verschärft sich in den Jahren weiter, wie der Deutsche Industrie- und Handelskammertag (DIHK) prognostiziert. Übernehmen Roboter auch Aufgaben, für die es bisher die Flexibilität eines Menschen brauchte, sorgt das für die Entlastung der Stammbelegschaft, eine Auslastung der Maschinen und sichert auf lange Sicht die Wettbewerbsfähigkeit.

Robuster Umgang mit Varianzen

KI-Steuerungen wie MIRAI von Micropsi Industries ergänzen die native Steuerung eines Roboters. Der Roboter erhält dank einer Kamera und einem neuronalen Netzwerk die Auge-Hand-Koordination und eine vergleichbare Flexibilität wie ein Mensch. Ein solches intelligentes Robotersystem lernt bei neuen Aufgaben, bei anders geformten oder positionierten Werkteilen oder bei vergleichbaren Varianzen schnell, was es zu tun hat und passt bei Bedarf seine Bewegungen in Echtzeit eigenständig an. Ob es sich um das Picken einzelner Teile, Zustellbewegungen oder Fügen und Verfolgen handelt: Zahlreiche Tätigkeiten sind mit einer einzigen kleinen Kamera am Roboter-Handgelenk umsetzbar.

Diese Fähigkeiten lassen sich mit MIRAI durch menschliche Demonstration trainieren. Weder KI- noch Programmierkenntnisse sind erforderlich. Das Know-how bleibt selbst ohne KI-Fachkräfte im Unternehmen. Dem Roboter muss dafür das Ziel einige Male in typisch vorkommenden Varianzen mit der Kamera gezeigt werden. Die KI verallgemeinert im Anschluss die gezeigten Daten. Ein solches System kann in wenigen Stunden trainiert und sogar neu trainiert werden. Selbst eine Fertigung im High Mix-/Low-Volume lässt sich so rentabel automatisieren. Was intelligente Robotiklösungen bereits in der Praxis leisten, zeigen die folgenden Beispiele.

Intelligentes Handling-System bei ZF

Der Technologiekonzern ZF stand vor der Herausforderung, die Werkstückzufuhr einer großvolumigen Frässtation, in der Zahnräder produziert werden, zu automatisieren. Im Werkprozess werden Metallringe aus einer Kiste entnommen und auf ein Förderband gelegt, um später in die Produktion der Zahnräder einzufließen. Die Schwierigkeit: Der Produktionsschritt ist sehr variantenreich, da sich die Ringe in der angelieferten Gitterbox verschieben und dadurch zufällig angeordnet sind. Auch Platzierung und Form der Box variieren. Wechselnde Lichtverhältnisse stellen eine zusätzliche Herausforderung dar. Außerdem ist die Oberfläche der Ringe metallisch glänzend, teilweise ölverschmiert oder korrodiert, was eine klassische Automatisierung unmöglich machte.

Heute ist die KI-Steuerung MIRAI und ein Cobot vom Modell UR10e bei ZF in einer automatisierten Werkstückaufnahme im Einsatz. Mit seiner eigenen Steuerung bringt der Cobot sich über den Ringen in der Kiste in Position. Nun übernimmt das MIRAI-System die Kontrolle: Es bewegt den Roboter selbstständig zum nächsten Ring und bringt den Greifer in die korrekte dreidimensionale Greifposition. Danach übernimmt der UR10e wieder, nimmt den Ring auf und bewegt ihn zum Ablegen auf das Förderband. Das komplette Einrichten des Roboters dauerte lediglich wenige Tage – MIRAI löste in kürzester Zeit ein lang bestehendes Problem.

BSH sucht mit KI nach Kältemittellecks

An ihrem spanischen Standort stellt die BSH Hausgeräte GmbH Kühl- und Gefrierschränke her. Im Herstellungsprozess muss das Unternehmen die Kupferrohrleitungen der Kühlschränke auf Leckagen testen. Für die sogenannte Dichtheitsprüfung wird eine Schnüffelsonde entlang der Kupferrohrleitungen und Kompressoren geführt, um Lötstellen auf austretendes Gas und Kältemittel zu prüfen. Das Besondere: Jede Rückseite der hergestellten Kühlschränke ist einzigartig, was Position, Farbe und Form der Lötpunkte angeht. Für einen herkömmlichen Roboter sind solche Varianzen ein unüberwindbares Hindernis. Der monotone Prüfprozess blieb dem Menschen vorbehalten – bis jetzt.

Den Prüfprozess übernimmt bei BSH nun eine Robotik-Komplettlösung den Prüfprozess. Dank der integrierten Robotersteuerung MIRAI ist es dem Roboter möglich, alle zu prüfenden Lötstellen verlässlich zu identifizieren und die Schnüffelsonde millimetergenau heranzuführen – unabhängig von Position, Form oder Farbe. Das System reagiert in Echtzeit auf seine Umwelt und handhabt selbst unvorhergesehene Abweichungen präzise. Die Roboterfähigkeiten wurden von Mitarbeitenden bei BSH durch menschliche Demonstration in nur wenigen Stunden trainiert. Weder Programmier- noch KI-Kenntnisse waren erforderlich. BSH konnte mit der Automatisierungslösung die laufenden Betriebskosten senken und Wartungen und Fehlerbehebungen reduzieren.

Neue Technologien als Wettbewerbsvorteil

Die Beispiele zeigen, dass Unternehmen mit KI sehr viel bewirken können: KI ermöglicht mehr Flexibilität, Unabhängigkeit, Effizienz und nicht zuletzt Resilienz. Nicht unwichtig in Zeiten wie diesen. Neue Technologien sollte dabei als Türöffner zu mehr Automatisierung verstanden werden. Leistungen, die bislang von Menschen oder Maschinen erbracht wurden, können nun von einer Software geliefert werden. Das ist nicht nur vorteilhaft beim drastisch zunehmenden Arbeitskräftemangel. Es erhöht auch die Flexibilität, Nachvollziehbarkeit und Zuverlässigkeit von Produktionsprozessen und verschafft einen dauerhaften Wettbewerbsvorsprung.

Weitere Informationen unter: https://bit.ly/MicropsiIndustries