Schnelle, flexible und fehlerfreie Montage: TNO

TNO-Logo
Branche: Vielseitige Fertigung,
Applikation: Teilentnahme & Kitting,

Problem

Die Fertigungsprozesse verändern sich zunehmend:

  • Flexible Produktion: unterschiedliche Spezifikationen, Produkte, Zeitpläne, hohe Variantenvielfalt, geringe Stückzahlen
  • Fehlerfreie Produktion: gleich beim ersten Mal korrekt, umfassende Kontrolle über Qualität und Ressourcen
  • Kürzere Markteinführungszeit
  • Kürzere Produktlebenszyklen
  • Auch in der Technologieentwicklung geht es rasant voran: mehr Digitalisierung und Robotisierung am Arbeitsplatz

Mit den geforderten Flexibilitätsanforderungen werden Menschen und Roboter/Maschinen weiterhin zusammenarbeiten. Unternehmen müssen in der Lage sein, den definierten Prozess, die Schulung zu diesem Prozess sowie die dazugehörigen Kennzahlen schnell und flexibel auf unterschiedliche Zielgruppen (erfahrene und unerfahrene, junge und ältere Mitarbeiter) auszurollen.

 

Lösung

Angesichts der sich rasant verändernden Fertigungsprozesse haben TNO, Bronkhorst High Tech, Omron und TE Connectivity im Rahmen des TKI-Projekts „Flexible Assembly Cell“ ein Bedienerassistenzsystem an einem manuellen Montagearbeitsplatz integriert, das LightGuide Systems AR-projizierte Arbeitsanweisungen nutzt. Dieses System unterstützt Unternehmen dabei, verschiedene Produkte schnell, flexibel und fehlerfrei zu montieren.

Die Ergebnisse dieses TKI-Projekts „Flexible Assembly Cell“ fließen in das „Flexible Manufacturing Fieldlab“ ein, das Teil des Smart Industry Programms „Factory of the Future“ bei Brainport Industries ist. Fieldlabs sind praxisnahe Umgebungen, in denen Wissen und Bildungseinrichtungen, Produktionsunternehmen, Entwickler und Zulieferer gemeinsam und gezielt Smart-Industry-Lösungen entwickeln, testen, implementieren und anwenden.

Erfahrungsberichte

„LightGuide lässt sich leicht in externe Systeme wie (3D)-Vision und Cloud-Anwendungen integrieren. Produktionsdaten, wie Montagezeiten und Qualitätsinformationen, werden für weitere Analysen in einer Datenbank gespeichert. Das System ist sowohl für neue als auch für erfahrene Mitarbeiter hilfreich, wenn sich Produktvarianten und Materialien häufig ändern. Das System bietet verschiedene Stufen, die dem Erfahrungsniveau des Mitarbeiters entsprechen.“
TNO-Forschung, Niederlande

Implementierung

TNO hat die Augmented-Reality-Software LightGuide in ein einziges Bedienerassistenzsystem an einem flexiblen manuellen Montagearbeitsplatz integriert. Dieses System, in dem projizierte Arbeitsanweisungen dem Bediener bei der Montage helfen, wurde bei Bronkhorst High Tech, Omron und TE Connectivity demonstriert und getestet. Dank der LightGuide-Projektion wird das richtige Fach beleuchtet, und die Montaganweisung wird direkt auf das Produkt oder die Arbeitsfläche projiziert. Die Mitarbeiter sehen schnell, welches Teil aus welchem Fach entnommen werden muss und wie es zu montieren ist. Außerdem erhalten die Bediener eine unmittelbare Rückmeldung, wenn ein falsches Teil entnommen wird. Die Navigation durch die Arbeitsanweisungen ist intuitiv und wird mithilfe der Software automatisch fortgesetzt. Kritische Handlungen können manuell bestätigt werden, indem virtuelle Tasten auf der Arbeitsfläche betätigt werden. Das System lässt sich einfach mit externen Systemen wie (3D)-Vision, Cobots, SPS oder MES verbinden. Produktionsdaten, wie Montagezeiten und Qualitätsinformationen, werden bei jedem Schritt erfasst und für weitere Analysen in einer Datenbank gespeichert.

 

Das System kann bei der Einarbeitung neuer Mitarbeiter eine wertvolle Unterstützung sein, ist jedoch auch für erfahrene Bediener hilfreich, wenn Produktvarianten und Materialien öfter wechseln. Das System verfügt über verschiedene Stufen, die sich am Kenntnisstand des Mitarbeiters orientieren. Zudem kann das System mit einem Datenmodell und einer Datenbank für modulare Arbeitsanweisungen ausgestattet werden. Über diese Verknüpfung lassen sich neue Montageanweisungen automatisch aus dem Datenmodell generieren und dem System zur Verfügung stellen. Dadurch kann die Zeit für die Erstellung neuer Anweisungen verkürzt und das Versionsmanagement verbessert werden.

  • 57 % Verringerung der gesamten Taktzeit
  • 70 % kürzere Pick-Zeit
  • 25 % verringerte Arbeitsbelastung

Ergebnisse

TNO hat bei den drei beteiligten Unternehmen Messungen durchgeführt, um die Wirksamkeit und Effizienz dieses Systems im Vergleich zu digitalen Arbeitsanweisungen auf Monitoren zu bewerten. Dabei wurden die Auswirkungen auf die Arbeitsbelastung der Mitarbeiter ebenso untersucht wie deren Erfahrungen mit dem Projektionssystem. Insgesamt nahmen 35 Bediener teil, und die Ergebnisse dieser Studie sind sehr vielversprechend: Reduzierung der gesamten Taktzeit um 57 %; Reduzierung der Pick-Zeit um über 70 %; Keine Fehler bei der Kommissionierung der Bauteile mithilfe von LightGuide (bei digitalen Arbeitsanweisungen lag der Fehleranteil bei 8.000 ppm); Keine Fehler beim Platzieren von Komponenten mithilfe von LightGuide-Anweisungen (bei digitalen Anweisungen lag der Fehleranteil bei 80.000 ppm); Im Vergleich zu Bildschirm-Anweisungen verringerte sich bei erfahrenen Mitarbeitern die Arbeitsbelastung durch projizierte Arbeitsanweisungen um 25 %.

Bereit, Ihre Abläufe zu optimieren? Sprechen Sie mit einem AR-Experten