Ein Forschungsprojekt der Industrie 4.0 – APPsist

Intelligentes Assistenz- und Wissenssystem in der Produktion

 

Im Projekt APPsist wird ein ganzheitlicher Ansatz für die Interaktion zwischen Mensch und Maschine in der Produktion entwickelt. Softwarebasierte Assistenzsysteme werden sich anhand spezifischer, vorhandener Kompetenzen von Mitarbeitern automatisch auf deren Unterstützungsbedarf einstellen. Somit könnten Unterstützungen und Lernprozesse für die unterschiedlichsten Anforderungen entwickelt werden, wie z.B. für die Inbetriebnahme, den Betrieb, die Wartung, Reparatur und vorbeugende Instandhaltung von Anlagen. Durch diese passgerechte Unterstützung können Mitarbeiter mit unterschiedlichem Vorwissen umfassender als bisher eingesetzt werden.

APPsist – Systemlösung


Im Projekt APPsist werden einerseits KI-basierte Wissens- und Assistenzsysteme entwickelt, die die Mitarbeiter in der Interaktion mit der Maschine oder Anlage unterstützen. Dabei soll diese Unterstützung an der Expertise des Mitarbeiters ansetzen, um gezielt fehlende Kompetenzen auszugleichen. Andererseits werden Assistenzsysteme zum Wissens- und Kompetenzerwerb angeboten, die ebenso KI-basiert die Weiterentwicklung des Mitarbeiters zum Ziel hat.
Zur Entwicklung der Wissens- und Assistenzdienste sind technisches, personales sowie organisationales Wissen zu erfassen und so aufzubereiten, dass eine gezielte Unterstützung des Mitarbeiters möglich wird.
 
Hierzu werden in erster Linie Maschinen-, Mitarbeiter- und Prozessdaten erfasst, um Handlungsschritte an der Maschine und Anlage ableiten zu können und an die Expertise der Mitarbeiter anzupassen. Diese Unterstützung ist für alle erdenklichen Maschinenzustände geplant und kann sowohl das Rüsten, die Inbetriebnahme und die Bedienung der Anlage im Produktionsprozess, als auch die vorbeugende Instandhaltung und Wartung sowie Fehlerbeseitigung umfassen. In der Praxis kann dies bedeuten, dass Mitarbeiter an einer Maschine und Anlage mit ihrem jeweiligen Expertiseprofil erfasst werden oder aber eine Abfrage hierzu so erfolgt, dass dieses Profil generiert werden kann.
Darauf aufsetzend erfolgt dann die Unterstützung des jeweiligen Bedieners, wobei das System als KI-basiertes, d.h. als lernendes System aufgesetzt wird, also Entwicklungen und Veränderungen z.B. in der Handhabung der technischen Anlage erkennt und so seine Unterstützungsangebot anpasst.
Der Anspruch innerhalb des Forschungsprojektes geht dabei jedoch ausdrücklich weiter, als „nur“ die reibungslose Handhabung der


Maschine zu sichern, und dies bei sehr heterogenen Ausgangsexpertisen der Mitarbeiter. Vielmehr soll eine stetige Erweiterung der Expertise der Mitarbeiter ermöglicht werden, indem Wissens- und Kompetenzerwerb in Hinblick auf die Produktion und/oder das Produkt und/oder den Prozess ermöglicht wird. Wissens- und Assistenzdienste mit dem Wissens- und Kompetenzerwerb zu koppeln soll dabei gezielt die Entwicklung der Mitarbeiter forcieren, die auf diesem Wege nicht nur nach und nach deutlich anspruchsvollere Tätigkeiten wahrnehmen können, sondern auch dem demographischen Wandel und dem Mangel an Fachkräften entgegenwirken können. Die berufliche Weiterbildung ist damit endgültig am Arbeitsplatz angekommen.

APPsist-Systemlösung

Für die konkrete Umsetzung des Projektes bedeutet dies, dass neben den konkreten Assistenzen zum Betrieb der Maschinen und Anlagen Lern- und Inhaltsdaten so didaktisch, methodisch aufbereitet werden, dass sie zum Wissens- und Kompetenzerwerb einzusetzen sind.
Da dabei jedoch von einer sehr heterogen-kompetenten Zielgruppe ausgegangen wird, stellen auch diese KI-basierte Tools eine besondere Herausforderung an die Erstellung dar.
Die Motivation mit diesen elektronischen Systemen zu lernen hängt wechselseitig entscheidend von der Passgenauigkeit der Lernformate, der Lerninhalte und der Ausgangsvoraussetzungen des Lernenden ab. Daneben scheint der Einsatz der passenden Endgeräte ähnlich wichtig. Nur wenn die Akzeptanz des Interagierenden mit dem Endgerät gegeben ist, werden auch die dort angebotenen Inhalte und deren Darbietung eine Chance auf Akzeptanz erhalten. Daher sind je nach Zielgruppe, Aufgabenstellung und Rahmenbedingungen alle technischen Möglichkeiten im Fokus, also vom PC über mobile Endgeräte und Datenbrillen.

 


Über AUTONOMIK für Industrie 4.0

In den kommenden Jahren wird eine hochflexible Produktion individueller, digital veredelter Produkte und Dienste Einzug in die Industrie finden. Wertschöpfungsprozesse werden sich verändern, neue Geschäftsmodelle entstehen. Die deutsche Wirtschaft muss diese Herausforderung nutzen, um ihre heutige Spitzenstellung weiter auszubauen. Industrie 4.0 – die sogenannte vierte industrielle Revolution – ist der Schlüssel für diesen Wandel. „Industrie 4.0“ beschreibt die Verbindung von Komponenten und Maschinen der physischen Welt mit den Kommunikationsmöglichkeiten des Internet. Werkstücke verfügen dazu über elektronische Intelligenz und ein elektronisches Gedächtnis. Sie führen Informationen über erforderliche Bearbeitungsschritte mit sich und lösen eigenständig Bearbeitungsaufträge aus. Intelligente Maschinen koordinieren deren Abwicklung und initiieren die Bereitstellung des notwendigen Materials.
Industrie 4.0-Technologien sind die Grundlage für eine neue Qualität in unternehmens– und länderübergreifenden Produktionsnetzwerken und Wertschöpfungsketten, für neue Methoden bei der Entwicklung und beim Design von neuen Produkten und Diensten sowie für die Schaffung neuer Geschäftsmodelle.
Die Bundesregierung hat mit dem Zukunftsprojekt Industrie 4.0 einen neuen technologiepolitischen Schwerpunkt initiiert. Mit dem Technologieprogramm „AUTONOMIK für Industrie 4.0“ leistet das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) einen wichtigen Beitrag zur erfolgreichen Umsetzung dieses Vorhabens. 14 Projekte mit rund 100 Partnern aus Industrie und Wissenschaft haben sich für eine Förderung durch das BMWi qualifiziert. Das BMWi unterstützt die Projekte mit einem Fördervolumen von rund 40 Mio. Euro. Mit begleitenden Forschungsmaßnahmen werden zudem wichtige Querschnittsfragen zu IT-Sicherheit, Recht, Normen & Standards sowie Zukunft der Arbeit in Industrie 4.0 behandelt.Weitere Informationen finden Sie unter www.autonomik40.de