Optimierung der Line Clearance durch einen digitalen Zwilling

Die Gestalt Robotics GmbH ist ein Dienstleister und Technologielieferant an der Schnittstelle zwischen klassischer industrieller Automatisierung und KI. Neben intelligenten Anwendungen der klassischen Industrierobotik und mobiler Systeme liegt ein Fokus des Unternehmens auf KI-gestützter Bildverarbeitung.

Bei neuen Aufträgen muss die Produktion bei Produkt- oder Prozessumstellungen auf Verunreinigungen und Überreste überprüft und in einen definierten Ausgangszustand gebracht werden. In der Vergangenheit bedeutete dies einen hohen wirtschaftlichen Aufwand durch die zeitliche Belastung des Personals und Stillstandzeiten der Linie. Zudem blieben Verunreinigungen teilweise unentdeckt, was sich in der Qualität der Reinigung niederschlug. Daraus entstand die Motivation, den Prozess zu teilautomatisieren, d. h. die Reinigung zielgerichteter durchzuführen. Außerdem war es das Ziel, die Prozesszeit der Line Clearance von durchschnittlich über zwei Stunden auf unter 30 Minuten zu senken. Durch die Erstellung digitaler Zwillinge von Produktionsumgebungen können bestimmte Objektklassen oder Anomalien in der Umgebung sicher und robust erkannt und auch räumlich zugordnet werden. Auf diese Weise lassen sich automatisiert semantische Umgebungskarten in Echtzeit erstellen und visualisieren, die auch von Menschen gelesen werden können. Im konkreten Praxisbeispiel bedeutet dies, dass Überreste automatisiert erkannt werden und der Mensch anhand einer auf einem Tablet angezeigten Karte zielgerichtet zur Beseitigung angewiesen und koordiniert wird. Die konkrete Lösung im Praxisbeispiel greift auf vorhandene Kameras in einzelnen Maschinen der Linie zurück und wird ergänzt um zusätzliche stationäre Kameras sowie einer Kamera auf einem mobilen Roboter zur Abdeckung großer Umgebungsbereiche. Zusätzlich erfolgt eine Anbindung des digitalen Zwillings an die Liniensteuerung. Die Berechnung der KI findet im konkreten Fall direkt auf einzelnen Smart-Kameras, kann aber auch flexibel und skalierbar per Cloud- oder Edge vorgenommen werden.

Durch die Maßnahmen konnte durch Einsatz des digitalen Zwillings die Stillstandzeiten um 75 % gesenkt werden, was den Energieverbrauch, dem keine Wertschöpfung gegenübersteht, deutlich senkte. Durch die Qualitätserhöhung der Line Clearance und die damit einhergehende Reduktion von Verunreinigungen in der Linie konnte zudem der Ausschuss in der Produktion reduziert werden. In einem weiteren Kundenprojekt wurde ein digitaler Zwilling für eine Outdoor-Logistikumgebung erstellt, der Fahrerinnen und Fahrer von Lieferfahrzeugen eine Assistenz per App ermöglicht und diese zielgerichtet zu freien Parkpositionen navigiert. Mithilfe der optimierten Zielführung ließen sich als Folge von geringeren Stauzeiten und Reduzierung überflüssiger Fahrwege Energieeinsparungen realisieren.