De eerste KI-gestuurde, intelligente montageplanningssoftware

Een grafisch hulpmiddel van de »Assembly Composer« maakt het mogelijk om de montage driedimensionaal en speels uit te voeren. © Fraunhofer IPA

De software bestaat uit drie componenten die met behulp van AI de montageplanning automatiseren en aanzienlijk vereenvoudigen. © Fraunhofer IPA

Das Fraunhofer IPA gaat nieuwe wegen bij de montageplanning: Een software analyseert bestaande CAD-gegevens, maakt op basis van de verkregen informatie montage-instructies en genereert automatisch kostenefficiënte montage-assistenten.

De montageplanning en de montage zelf zijn momenteel nog kostbaar en tijdrovend. Ze verbruiken 30 tot 50 procent van de personeelskosten en omvatten ongeveer 20 procent van de totale kosten voor de productie van een product. Soms gaat de helft van de productietijd op aan deze taken. Redenen hiervoor zijn onder andere een tijdrovend proces bij de montageplanning met veel iteraties. Daarnaast is het aanvankelijke voor de hand liggende omschakelen naar meer automatisering vaak vanwege technische of economische redenen moeilijk te realiseren. Het zou daarom zinvol zijn om de montageplanning te koppelen aan de daadwerkelijke montage en beide processen te optimaliseren. Hieraan hebben experts van het Fraunhofer IPA de afgelopen jaren gewerkt. Recentelijk ontvingen zij hiervoor financiering via het Exist-programma van het Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz.

Datavergelijking als basis

De fundamentele technologie voor alle functies van de nieuwe software »ARCaide Assembly Suite« is Kunstmatige Intelligentie (KI), die zogenaamde STEP-bestanden analyseert en evalueert. Deze informatieve bestanden kunnen door elk CAD-systeem worden gegenereerd. Ze leveren de »3D-Analyse-KI«, een van de drie componenten van de software, alle benodigde informatie om gestructureerde montage-informatie nauwkeurig af te leiden.

Dit proces maakt het mogelijk een tot nu toe moeizaam proces te automatiseren: want voor de montageplanning is het gebruikelijk om een mix van informatie te gebruiken, zoals 2D-afbeeldingen, stuklijsten en modelbeschrijvingen. Vooral voor de modelbeschrijvingen was vaak expertise en ervaring van vakmensen nodig – een allesbehalve uniforme, arbeidsintensieve en foutgevoelige procedure. De software vermindert daardoor de voorbereidingsduur en personeelskosten en voorkomt dat er bij het verzamelen van gegevens uit verschillende bronnen misverstanden of inconsistenties ontstaan.

Automatische montageplanning

De tweede softwarecomponent is de »Assembly Composer«. Deze leest de geëxtraheerde montage-informatie uit het STEP-bestand en voert deze in een grafisch hulpmiddel voor montageplanning. Zo kunnen vakmensen de gemoduleerde montage-informatie visualiseren, waardoor ze de montage driedimensionaal en speels kunnen plannen. Ook dit was tot nu toe een volledig handmatig en vaak ongestructureerd proces, dat met de software sneller, goedkoper en foutvrij wordt. Door de intuïtieve grafische bediening ontstaat ook voor minder ervaren gebruikers de mogelijkheid om correcte en consistente montage-instructies en -video’s in de kortst mogelijke tijd te genereren. Eerste interne studies over het gebruik toonden een tijdsbesparing van 92 procent bij het maken van montage-instructies.

Gebruikersgerichte montage-assistentie

Het trio van softwarecomponenten wordt compleet gemaakt door de KI-montage-assistent »KIM«. Na afronding van de montageplanning kunnen de gegevens uit het kantoor, op basis waarvan de software snel en kosteneffectief een montage-assistentie biedt, direct op de montageplek worden ingezet. Deze assistentie ondersteunt vakmensen vooral bij complexe producten interactief. De inrichting van de assistentie kan variëren. Zo is het mogelijk om een 2D- of 3D-gebaseerde assistentie te genereren of een die gebruikmaakt van Augmented Reality, bijvoorbeeld via een slimme bril. Met KIM wordt het personeel productiever en maken ze minder fouten, zowel bij de concrete montageklus als bij andere factoren zoals de juiste volgorde van de montage stappen.

Alles bij elkaar tilt ARCaide de handmatige montage naar een nieuw niveau – en dat al vanaf batchgrootte 1. De software bundelt vakkennis, gebruikt beschikbare gegevens intelligent met behulp van KI en stelt zo in staat om personeel optimaal te ondersteunen bij planning en uitvoering. De interesse uit de industrie voor het testen en verder ontwikkelen van de software tot praktische toepassing is al groot. Daarom plant het ontwikkelteam van het Fraunhofer IPA binnenkort een spin-off en is het op zoek naar testers voor deze innovatieve technologie.