Montageanweisungen

Im Icon ist ein Bildschirm mit einem offenen Fenster zu sehen. © VDI ZRE / Carolin Oelsner

Digitalisierung der Montageanweisungen

Wie bei papierbasierten Anweisungsunterlagen helfen digitale Anleitungen Mitarbeitenden bei der Umsetzung der Montageschritte. Im Unterschied zu traditionellen, papiergebundenen Methoden sind diese schnell anpassbar, erweiterbar und ermöglichen teilweise eine Interaktion mit der montierenden Person. Die Vorteile digitaler Montageanweisungen hinsichtlich der Ressourceneffizienz können wie folgt beschrieben werden.

Bewältigung der technischen Komplexität

Häufig werden Anweisungen in gedruckter Form bereitgestellt. Insbesondere mit der Zunahme der Nachfrage nach individuellen Produkten steigt allerdings auch häufig der Komplexitätsgrad. Deshalb ist es vorteilhaft, Montageanleitungen öfter zu überprüfen und anzupassen. Während gedruckte unflexibel sind, können digitale Montageanweisungen individuell angepasst werden und bspw. an die jeweiligen Bildschirme weitergeben werden. Ein weiterer Vorteil digitaler Montageanleitungen ist der mögliche Einsatz von visuellen Elementen bspw. mit praktischen Anweisungen in Form von Videos, aber auch der Einsatz von VR- oder AR-Brillen (Virtual- und Augmented-Reality). Während Medienformate wie Videos zu einem leichteren und schnelleren Verständnis der Aufgaben führen können, helfen digitale Hilfsmittel wie VR-Brillen insbesondere bei komplexeren Aufgaben mit vielen Maschinenteilen und bieten bei Einbausituationen im Endprodukt wertvolle Unterstützung. Neben dem schnelleren Verständnis hinsichtlich der richtigen Montage und einer schnelleren Einarbeitung von ungeschultem Personal, lassen sich so auch Fehler bei der Montage vermeiden, wodurch Ausschuss und letztlich ein unnötiger Ressourceneinsatz vermieden werden kann.* cioplenu GmbH (o.D.): Arbeitsanweisung erstellen: Worauf Sie achten sollten (online). Operations1 (abgerufen am 15.12.2023).

Reduktion von Qualifikationsdefiziten

In der Regel benötigen neue Mitarbeitende eine gewisse Zeit, um ihre volle Arbeitsleistung zu erreichen. Gut aufbereitete und jederzeit digital abrufbare Unterlagen können dabei helfen, die Einarbeitung zu optimieren. Obwohl theoretische Schulungen weiterhin notwendig sein können, ist zu erwarten, dass im Produktionssektor das praxisbezogene Lernen am Arbeitsplatz mit maßgeblicheren Lerneffekten verbunden ist. Durch den Einsatz digitaler Montageanweisungen wird die Einarbeitung neuer Mitarbeitender erleichtert. Die digitale Herangehensweise ermöglicht praktische Schulungen direkt am Arbeitsplatz und fördert kontinuierliches Lernen, indem sie den Mitarbeitenden in der Produktion genau zeigt, wie sie Montageschritte und andere Aufgaben sicher, effizient und nach standardisierten Verfahren ausführen können.* cioplenu GmbH (o.D.): Arbeitsanweisung erstellen: Worauf Sie achten sollten (online). Operations1 (abgerufen am 15.12.2023).

Frühes Erkennen von Herausforderungen

In der Montage ist es wichtig, menschliche Fehler zu minimieren, da diese nicht nur zu Ausschuss führen können, sondern im schlimmsten Fall auch Personenschäden verursachen. Digitale Montageanleitungen können zur Reduzierung von Fehlern beitragen, indem Mitarbeitende präzise und schrittweise durch visuell aufbereitete Prozesse geführt werden, statt sich durch umfangreiche technische Dokumente zu arbeiten. Zudem ermöglichen digitale Anleitungen eine einfache Aktualisierung und Echtzeitanalyse, was es Vorgesetzten erlaubt, potenzielle Probleme frühzeitig zu erkennen und zu beheben. Daten sowie Fehlerbilder oder Prozesszeiten, die durch digitale Montageanweisungen erfasst werden, können später für Analysen und Prozessverbesserungen genutzt werden. So können neben der Montageanweisung auch mögliche bereits dokumentierte Fehler bereitgestellt werden, die den Mitarbeitenden zusätzliche Hinweise zur richtigen Montage liefern.* cioplenu GmbH (o.D.): Arbeitsanweisung erstellen: Worauf Sie achten sollten (online). Operations1 (abgerufen am 15.12.2023).

Verknüpfung mit ERP-Systemen

Obwohl Betriebssysteme vielen Fertigungsunternehmen das Erstellen von Anweisungen erleichtern und die gemeinsame Ablage in Freigabeordnern ermöglichen, sind die Erstellung, Versionierung und Archivierung von Arbeitsanweisungen darin weiterhin komplex. Dies gilt insbesondere, da Mitarbeitende in der Produktion selten über individuelle Arbeitsplätze mit Computern verfügen, von denen aus sie auf die neuesten Versionen zugreifen können. Mithilfe digitaler Montageanweisungen auf Smartphones oder Tablets ist es möglich, Mitarbeitenden alle notwendigen Informationen in Echtzeit zur Verfügung zu stellen. Digitale Montageanweisungsprogramme verwenden einen modularen Ansatz, der die Chance bietet, Videos, Bilder und Grafiken durch einfaches Ziehen und Ablegen in die Anleitung einzufügen. Auch spezifische Produktstrukturdaten können mithilfe moderner Software pro Produkt bereitgestellt werden. Die dafür notwendigen Informationen können direkt aus dem firmeneigenen ERP-System bezogen werden. Ein weiterer Vorteil liegt in der Mehrsprachigkeit: Softwarelösungen ermöglichen es Fertigungsunternehmen, über Länder- und Sprachgrenzen hinweg einheitliche Produktions- und Qualitätsstandards aufrechtzuerhalten.* Rosenkranz, C. (2021): Montageplanung: Wie Unternehmen die Fertigung effektiver gestalten (online). digitalbusiness-cloud.de (abgerufen am 05.07.2023).

Wissen archivieren und transparent vermitteln

Erfahrene Mitarbeitende tragen mit ihrem Wissen und ihren Erfahrungen erheblich zum Unternehmenserfolg bei. Allerdings besteht das Problem, dass ihre Kenntnisse oft nicht schriftlich festgehalten werden und nur begrenzt außerhalb persönlicher Gespräche oder Schulungen für neue Mitarbeitende zugänglich sind. Digitale Anleitungen für Arbeitsabläufe können das Fachwissen und die Erfahrung erfahrener Mitarbeitenden systematisch erfassen und für alle zugänglich machen. Insbesondere in Zeiten des demografischen Wandels, in denen erfahrene Personen in den Ruhestand treten und weniger Fachkräfte nachrücken, verschaffen sich Unternehmen dadurch einen Wettbewerbsvorteil. Kostbare Erkenntnisse gehen nicht verloren und sind jederzeit leicht auffindbar sowie abrufbar. Diese leicht zugänglichen Informationen fördern kollektive Intelligenz und eine gleichzeitige Transparenz, von der alle Mitglieder des Unternehmens gleichermaßen profitieren können. Aus Sicht der Ressourceneffizienz können Vorteile bspw. entstehen, wenn bereits etablierte effiziente Prozesse nicht durch weniger effiziente Prozesse seitens neuer Mitarbeitender substituiert werden.* cioplenu GmbH (o. D.): 5 Gründe, warum produzierende Unternehmen digitale Montageanweisungen brauchen (online) (abgerufen am 15.12.2023).

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Hilfreiche Schritte zur richtigen Arbeitsanweisung

Die Erstellung einer sachgemäßen Arbeitsanleitung erfordert die Expertise kompetenter und erfahrener Mitarbeitender, die unmittelbar in den entsprechenden Prozess involviert sind (beispielsweise aus dem Bereich Arbeitsvorbereitung). Es empfiehlt sich außerdem, Konsultationen mit den Abteilungen für Qualitätskontrolle und Qualitätsmanagement durchzuführen. Neben der Gewährleistung fachlicher Genauigkeit und Vollständigkeit sollten auch unternehmensweit geltende Richtlinien bezüglich Formatierung sowie der Einbezug von Bildern, Videos und Texten berücksichtigt werden. Ferner sollte die Arbeitsanleitung anpassungsfähig und leicht für künftige Änderungen modifizierbar sein. Die Fertigstellung sollte durch einen klaren Freigabe- und Abnahmeprozess abgeschlossen werden, der dem Vier- oder Sechs-Augen-Prinzip folgt. 

Folgende Fragen sollte bei der Erstellung einer Arbeitsanleitung beantwortet werden:* cioplenu GmbH (o. D.): Arbeitsanweisung erstellen: Worauf Sie achten sollten (online). operations1 (abgerufen am 15.12.2023).

  • Welche Handlung ist erforderlich? Eine präzise Beschreibung der Aufgabe erläutert, was zu tun ist.
  • Wie ist die Durchführung der Aufgabe? Die exakte Umsetzung wird erläutert.
  • Wann und in welcher Reihenfolge sollte die Aufgabe erfolgen? Der chronologische Ablauf wird schrittweise dargelegt.
  • Welche Hilfsmittel werden benötigt? Die notwendigen Werkzeuge für die korrekte Umsetzung werden aufgeführt, gegebenenfalls mit Erklärungen zur Verwendung.
  • Was sind wichtige Beachtungspunkte? Umfassende Sicherheitshinweise sind essenziell, um Risiken zu mindern und Gefahren zu vermeiden.
  • Wie lange bleibt die Arbeitsanleitung gültig? Hier werden der Arbeitsbereich und die Benutzergruppe der Anleitung festgelegt.
  • Wer ist der Ansprechperson? Im Falle von Fragen oder Änderungswünschen sollte der/die Nutzende wissen, wer für die Arbeitsanleitung verantwortlich ist.
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Auswahl der richtigen Software

Zusätzlich zur fachkundigen Erstellung von Arbeitsanleitungen ist es wichtig, dass die Software eine Funktion zur Veröffentlichung und Anwendung der erstellten Anweisungen bereitstellt. Dadurch erhalten Mitarbeitende mühelos und unmittelbar Zugriff auf die Anleitung. Ein aufwändiges Durchsuchen von physischen Papierdokumenten ist somit nicht notwendig.

Um die richtige Software für das jeweilige Unternehmen zu finden, können folgende Aspekte beachtet werden:* cioplenu GmbH (o. D.): Arbeitsanweisung erstellen: Worauf Sie achten sollten (online). operations1 (abgerufen am 15.12.2023).

  • Ist die schnelle anfängliche Erstellung einer Arbeitsanleitung mit der Software möglich?
  • Gibt es eine Option zur Integration von Abbildungen und Videos?
  • Bestehen einfache und anpassungsfähige Bearbeitungsoptionen?
  • Sind die Erfassung und Einbindung von Nutzer-Rückmeldungen möglich?
  • Kann die Software mit existierenden Richtlinien arbeiten?
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Beispiele aus der Forschung und Entwicklung

Lernfähige Arbeitssysteme mit Emotionserkennung

  • Forschungsprojekt Elabo: Entwicklung eines lernfähigen Arbeitssystems mit Emotionserkennung in der Montage.
  • Individuelle Anpassung von Arbeitsplätzen: Moderne Systeme berücksichtigen Tischhöhe, Beleuchtung und Arbeitsunterstützung.
  • Herausforderungen bisheriger Ansätze: Fehlende Erfassung spezifischer Einstellungen und Interaktionen führt zu suboptimaler Nutzung und Stress.
  • KI-gestützte Lösung und Ziel: Künstliche Intelligenz lernt, basierend auf Mitarbeitendeninteraktionen, optimale Einstellungen und schlägt Maßnahmen vor. Ziel: Reduzierung physischer und psychischer Belastung.

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Assistenzsysteme für Remanufacturing

  • (De-)Montageprozesse in der Produktion sind durch Produktvariantenvielfalt oft komplex.
  • Assistenzsysteme haben Potenzial zur Unterstützung von Arbeitskräften und zur Verbesserung der Qualitätssicherung.
  • Das Forschungsprojekt „LeARn4Assembly“ nutzt VR- und AR-Technologien für maßgeschneiderte Assistenzlösungen.
  • Der „Design-Based-Research-Ansatz“ wird verwendet, um Kriterien zu evaluieren und Designrichtlinien zu entwickeln.

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Selbstständige Montagepläne

  • Innovative Montageplanungssoftware "ARCaide Assembly Suite": Entwickelt vom Fraunhofer IPA basierend auf Künstlicher Intelligenz und Nutzung von CAD-Daten.
  • Effiziente Montageplanung und -durchführung: Die Software generiert Montageanleitungen und kostengünstige Montageassistenzsysteme automatisch.
  • Optimierter Ansatz für Montageplanung: Verknüpfung und Optimierung von Montageplanung und tatsächlicher Montage für Kosten- und Zeitersparnis.
  • Funktionsweise und Erfolge: Nutzt "3D-Analyse-KI" für Extraktion und Analyse von Informationen aus CAD-Dateien. Ersetzt manuellen Prozess und bietet interaktive KI-Montageassistenz "KIM". Studien zeigen 92 Prozent Zeitersparnis bei Montageanleitungen.

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Ganzheitliche Montageplanung

  • Anpassungsfähige Montagestrukturen für mehr Wettbewerbsfähigkeit.
  • Ganzheitlicher Ansatz in der Montageplanung: Einbindung von Logistik und Materialbereitstellung, Berücksichtigung von Schwankungen und Unsicherheiten.
  • Analyse und Visualisierung mittels Montage-Vorranggraphen, Variantenbäumen, und Videotools für Produkt- und Prozessanforderungen.
  • Optimierung durch Simulationen: Materialflusssimulationen zur vorab Validierung und Optimierung. Ziel: Flexibles Montagesystem, anpassbar über den Lebenszyklus, unter Berücksichtigung von Industrieerfahrungen und wirtschaftlichen Kriterien.

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Optimierte Materialbereitstellung für die Montage

  • Optimierte Logistiksysteme für die Materialbereitstellung in Montageprozessen.
  • Praktische Herausforderungen: Fehlteile, Platzmangel, ineffiziente Prozesse durch ungeeignete Materialbereitstellungsstrategien.
  • Ganzheitliche Analyse: Untersuchung von Lagerstufen und logistischen Prozessen zur Identifikation von Verschwendungen und Transparenzschaffung.
  • Datenbasierte Optimierung mit KUBUS-Analyse: Entwicklung von Logistikmodellen für gezielte Zuordnung von Materialbereitstellungsstrategien. Schrittweise, datenbasierte Herangehensweise ermöglicht Identifikation von Potenzialen und Optimierungsfeldern mit Vertrauen und Akzeptanz bei der Umsetzung.

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KI und AR-Technologie in Kombination

  • Präsentation einer KI-basierten Lösung für Montage und Qualitätskontrolle.
  • Augmented-Reality-Systeme ersetzen herkömmliche Papieranleitungen.
  • Vier Kameras erfassen das Arbeitsfeld und führen mittels mobiler AR-Ausgabeeinheit durch die einzelnen Arbeitsschritte.
  • Sofortiges Feedback bei falschen Griffen, fehlerhafter Positionierung oder Mängeln verhindert Fehler im Montageprozess.

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Gute Praxis Beispiele

Digitale Tools unterstützen die Montage

Der Projectviewer der item Industrietechnik GmbH aus Solingen ist ein digitales Hilfsmittel, das Monteurinnen und Monteure bei ihrer Arbeit gezielt unterstützt. Er fungiert als abgespeckte Version eines Engineeringtools und dient ausschließlich zur Ansicht von Projekten. Für die Nutzung des Werkzeugs wird lediglich die Artikelnummer benötigt, die alle Konstruktionen aus dem ebenfalls im Produktportfolio bereitstehenden Engineeringtool besitzen. Dadurch können Konstruktionen einfach mit Kolleginnen und Kollegen oder Kundinnen und Kunden geteilt werden. Die Projektdokumentation enthält neben der Artikelnummer auch einen QR-Code oder einen Link auf dem Deckblatt. Wenn beispielsweise nur eine ausgedruckte Projektdokumentation vorliegt, kann der QR-Code gescannt werden. Auf diese Weise gelangt die oder der Benutzende direkt zur Ansicht im Projectviewer auf ihrem oder seinem Smartphone oder Tablet. Jede bearbeitete Komponente von item ist zudem mit einem Label versehen, das einen QR-Code enthält. Beim Scannen eines QR-Codes zeigt das System eine präzise 3D-Darstellung, die ankündigt, an welcher Stelle das Profil eingebaut werden muss.

Literatur:

Produktio.de (2022): So stark vereinfacht Digitalisierung die Montage [online]. Produktion.de [abgerufen am 02.01.2024], verfügbar unter: www.produktion.de/technik/so-stark-vereinfacht-digitalisierung-die-montage-736.html