Dynamik für den Tech-Austausch

Wolfgang MarquardtFachbereichsleiter, OstWestfalenLippe GmbH, Bielefeld

Der Transfer neuer Technologien aus der Forschung in den Mittelstand ist das wichtigste Ziel des Spitzenclusters Intelligente Technische Systeme Ost-Westfalen-Lippe (it´s OWL). Forschungseinrichtungen und Unternehmen entwickeln gemeinsam neue Technologien, beispielsweise in den Bereichen selbstkorrigierende Fertigung, Mensch-Maschine-Interaktion, intelligente Vernetzung und Systems Engineering. Durch Veranstaltungen, Workshops und Transferprojekte werden sie für kleine und mittlere Unternehmen verfügbar gemacht.

In Demonstrationszentren können Unternehmen die Wirkungen der Technologien an konkreten Anwendungsbeispielen erleben. Mit Experten aus den Forschungseinrichtungen können sie die Potenziale für das eigene Unternehmen ermitteln sowie eigene Vorhaben und Anwendungen umsetzen. Zudem werden Beratungen, Labtouren, Praxisworkshops und Seminare angeboten. Beispiele für solche Demonstrationszentren sind die Smart-Factory-OWL der Hochschule OWL und dem Fraunhofer-Institut IOSB-INA in Lemgo (der Industrieanzeiger berichtete in Ausgabe 19/2015) sowie das Mensch-Maschine-Interaktion Transferlabor und das Systems Engineering (SE) Live Lab.

In der Mensch-Maschine-Interaktion (MMI) stecken enorme Potenziale, um die Benutzerfreundlichkeit, Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit von Maschinen, Anlagen und Geräten zu steigern. Das MMI-Transferlabor an der Universität Bielefeld bündelt die Kompetenzen des Instituts für Kognition und Robotik (CoR-Lab) und des Exzellenzclusters Kognitive Interaktionstechnologie (Citec) an der Universität Bielefeld. Forschungsschwerpunkte sind Virtual und Augmented Reality, Interaktionsdesign, Usability, maschinelles Lernen, automatische Bildverarbeitung und Interaktive Robotik. Anhand von Demonstratoren können interessierte Unternehmen neue Technologien kennenlernen, Software zur Realisierung von Interaktion praktisch evaluieren und den sicheren Einsatz von MMI-Werkzeugen erproben.

Ein Beispiel ist die prozessintegrierte Mitarbeiterunterstützung in der Montage. Über einen Touchscreen oder eine Projektion auf die Arbeitsfläche wird dem Mitarbeiter mithilfe von Bildern und Filmen gezeigt, wie die Komponenten eines Werkstücks korrekt zu montieren sind. Die Tiefe der Informationen berücksichtigt dabei den Erfahrungsstand der Mitarbeiter. Zur Qualitätssicherung können ausgeführte Prozessschritte überprüft und papierlos dokumentiert werden. Die Architektur des Assistenzsystems basiert auf standardisierten Prozessmodellen und lässt sich mit anderen Ebenen der Unternehmens-IT verknüpfen. Das System ist auf unterschiedliche Anwendungsbereiche anpassbar. Umgesetzt wurde es beispielsweise für die Montage von Fußschaltern für Augenoperationen (steute Schaltgeräte) sowie die korrekte Bestückung von Anlagen zur Aufbereitung medizinischer Instrumente (ZSVA) im Krankenhaus (Miele).

Von den Möglichkeiten des maschinellen Lernens und der interaktiven Robotik können sich Besucher des MMI Transferlabs an Fertigungszellen überzeugen, die in zwei Projekten mit Harting entstanden ist. Durch einen „Plug and Produce“-Ansatz können diese Zellen in Fertigungslinien dynamisch integriert und kombiniert werden, ohne dass eine manuelle Programmierung vor Ort erforderlich ist. Dabei können auch unterschiedliche Funktionen von Robotern übernommen werden, so dass kollaboratives Arbeiten zwischen Mensch und Maschine möglich wird.

Das Systems Engineering (SE) Live Lab ist ein Beitrag der Fraunhofer-Einrichtung für Entwurfstechnik Mechatronik in Paderborn zur Etablierung des Systems Engineerings als zentrale Herangehensweise, um intelligente technische Systeme zu entwickeln. Ein wesentlicher Anstoß zur Gründung war das große Interesse der Projektpartner des Spitzenclusters am Thema Systems Engineering.

Das Lab dient als Transfer- und Forschungszentrum für Systems Engineering, indem aktuelle SE-Methoden und Werkzeuge für die interdisziplinäre Entwicklung mechatronischer Systeme adressatengerecht erprobt, verglichen und angewendet werden. In diesem Transferzentrum geschaffen können Industrie und Forschung zusammenkommen. Das ermöglicht einerseits den strukturierten Aufbau von SE-Kompetenz für die industrielle Anwendung, andererseits werden durch den Austausch wichtige Impulse für die Weiterentwicklung der Methoden gegeben.

Der Transfer des SE-Ansatzes in die Industrie basiert neben Forschungs- und Industrieprojekten auf einem modularen Schulungskonzept, der dem einfachen Dreischritt SE Verstehen – SE Anwenden – SE Beherrschen folgt. Die drei Bereiche Training, Projekte und Lehre richten sich an den Entwickler genauso wie an den Geschäftsführer. Das SE Live Lab erlaubt Unternehmen somit ohne Risiko und mit wenig Aufwand einen tiefen Einblick in neue Methoden, Tools und Arbeitsweisen, die die Grundlage für einen erfolgreichen Wandel hin zu Industrie 4.0 ermöglichen.

Das Lab wird in zahlreichen Projekten des Fraunhofer IEM genutzt, um Entwicklungsherausforderungen ganzheitlich mit dem Ansatz des Systems Engineering anzugehen. Zuletzt konnten im Rahmen des Bildungsmotors it’s OWL etwa 10 Ingenieure mit langjähriger Berufserfahrung in einem mehrmonatigen Kurs Methoden des SE kennenlernen. Dabei erweiterten sie ihr Fach- und Methodenwissen im Bereich SE und wendeten es auf konkrete Problemstellungen in ihrem eigenen Unternehmen an. Sowohl die eigene berufliche Weiterentwicklung als auch die Fachkräftesicherung im Unternehmen wird somit gefördert.