INDUSTRIE

TBI 1: Helopal - Teilautomatische Aufarbeitung von Gussformen mir Roboter - Machbarkeit

Im Test Before Invest – Projekt des European Digital Innovation Hub (EDIH) AI5production wurde von der PROFACTOR GmbH an einer Machbarkeit für ein teilautomatisches Polieren von Waschbecken mit Robotersystem gearbeitet.

Hierbei untersuchte man für die Lottmann GmbH folgende Schlüsselfaktoren:

Die Identifikation der Einsatzgrenzen für die Spot-Repair-Bearbeitung von Waschbecken durch einen Roboter, wobei besonderes Augenmerk auf die erreichbare Polierqualität gelegt wurde. Die Anwendbarkeit einer Stifteingabe in Verbindung mit Projektion kann die   Auftragserzeugung signifikant beschleunigen und effizienter zu gestalten. Die Adaptierbarkeit und notwendigen Erweiterungen der bestehenden Werkzeugtechnik standen im Fokus, um den Robotereinsatz optimal zu integrieren.

Die Machbarkeit der Ableitung spezifischer Roboterprogramme aus 3D-Scan/Geometriedaten wurde erfolgreich geprüft, was eine präzise und individuelle Bearbeitung ermöglicht.

Des Weiteren wurden Vorgaben für ein Maschinenkonzept mit mehreren Aufspannplätzen abgeleitet, um Aussagen zum notwendigen Invest zu machen. Dieses Projekt ebnet den Weg für die Integration von Robotertechnologie in die -Fertigung von Sanitärprodukten und verspricht eine signifikante Verbesserung der Ergonomie und Arbeitsplatzqualität unter dem Aspekt des wachsenden Fachkräftemangels. Die Teilautomatisierung erlaubt hier ebenso bei hoher Variantenvielfalt und kleinsten Stückzahlen eine Steigerung der Prozess- und Produktqualität.

TBI 2: INNOTECH MultiStation - Machbarkeit Mehrzweck Montagestation

Im Test Before Invest – Projekt des European Digital Innovation Hub (EDIH) AI5production wurde von der PROFACTOR GmbH an einer Machbarkeit die Realisierbarkeit eine Mehrzweck Roboterstation für Metallbaugruppen untersucht.

Dabei wurden im Besonderen folgende kritische Aspekte untersucht.

  • Nachweis prozesssicheres Aufspannen und Verschrauben von Geländer-Teilmodule
  • Ableitung eines modularen Anlagenlayout für eine Mehrzweck-Montagebetrieb mit möglichster universeller Ausrüstung
  • Ableitung / Verifikation von Vorgaben für eine rekonfigurierbaren Steuerungsarchitektur zum Errichten und Betreiben einer Doppelroboteranlage und deren Peripherie-Komponenten
  • Ableitung der Vorgaben für die Anlagenbedienung und das Sicherheitskonzept
  • Identifikation der Rahmenbedingungen und Anforderung im Hinblick auf Personal und Eigenexpertise für einer vorrangig in Eigenregie erfolgende Umsetzung der Anlagenerrichtung.

Die Projektergebnisse bilden die zentrale Basis für ein bereits gestartetes Realisierungsprojekt bei dem eine Probebetrieb ab Herbst 2024 geplant ist.

Dies war nur möglich durch die zeitnahe Verifikation der kritische Prozessaspekte mit Hilfe der Realtests. Die geplante Mehrzweckanlage soll künftig eine wirtschaftliche und skalierbares Lösung für die wachsende Produktionsmenge von derzeit noch manuell montierten Teilmodulen darstellen. Hierfür wurde auch das mögliche Produkt/Prozessspektrum das diese Anlage bedienen könnte bereits berücksichtigt, sodass bei künftigen neuen Produkten bereits sehr früh eine Teilautomation erfolgen kann.

TBI 3: 3D Vermessung von Baugruben

Das Vorhaben verfolgt das Ziel durch Digitalisierung die Dokumentation von oberflächennahen Tiefbaudurchführungen zu vereinfachen, zu beschleunigen und gleichzeitig mehr Informationen zu erfassen. Konkret sollen auf einfache Art und Weise Verlegetiefe, Künettenlänge, Künettenbreite und Aushub in einem 3D-Modell erfasst und dokumentiert werden. Die Verwendung von Laserscans ist aufwendig und kostenintensiv.

Ziel ist es deshalb zu untersuchen ob mit den Sensoren (LiDAR) mobiler Geräte wie zum Beispiel eines iPhones 3D Modelle erzeugt werden können, die eine ausreichende Genauigkeit aufweisen. Im Rahmen eines Test before invest wurde der LiDAR Sensor eines iPhones mit einem Laserscanner verglichen. Dafür wurde eine App zur Datenakquise mit dem iPhone entwickelt. Damit konnten der Einfluss verschiedener Aufnahmemethoden und visuelle und quantitative Vergleiche erarbeitet werden. Es hat sich gezeigt, dass die Sensoren des iPhones ausreichend für diesen Use-Case sind.

Das Test before invest hat einen wichtigen Beitrag zu einfachen und kostengünstigen digitalen Baustellenerfassung geleistet. Die Ergebnisse bilden die Grundlage für die mögliche Entwicklung einer kommerziellen App, die das Unternehmen vermarkten wird.

TBI 4: Pilot study for navigated brain surgery using robot auto-pilot

Industrieroboter zeichnen sich durch ihre Fähigkeit aus, Aufgaben konsistent zu reproduzieren, so dass sie programmierte Positionen präzise anfahren können. Die erreichbare absolute Genauigkeit für kartesische Bewegungen ist jedoch aufgrund ungenauer kinematischer Modelle sowie nicht modellierter Effekte wie Durchbiegung unter Last und Getriebespiel deutlich geringer. Um hochgenaue Bewegungen im kartesischen Raum zu erreichen, könnten teure externe Messgeräte (z. B. Laser Tracker) eingesetzt werden.

Eine andere Möglichkeit ist der Einsatz eines Bewegungserfassungssystems, das eine Reihe von Infrarotkameras (IR) und reflektierenden Markern verwendet. Es ist zwar relativ kostengünstig, bietet aber Skalierbarkeit für große Flächen und erzielt gute Ergebnisse bei der Verfolgung von Objektpositionen und -ausrichtungen. Für hochpräzise Anwendungen muss das System jedoch genaue Verfolgungsergebnisse unter industriellen Bedingungen und eine gleichbleibende Leistung auch nach einer Neukalibrierung des Multikamera-IR-Systems nachweisen.

Um diese Fragen zu klären, wurde ein Versuchsaufbau mit einem industriellen Roboter, einem hochpräzisen Laser-Tracker-System zur Erfassung der Grunddaten und einem IR-Kamera-Array-Tracking-System implementiert. Um qualitativ hochwertige Daten während der durchgeführten Experimente zu erhalten, wurde eine präzise gefertigte Edelstahlplatte am Flansch des Roboters befestigt, die Befestigungspunkte sowohl für den Reflektor des Laser Trackers als auch für die Marker des IR-Systems bietet. Während der Experimente folgte der Roboter verschiedenen Trajektorien, einschließlich derer, die vom Menschen vorgeführt oder künstlich erzeugt wurden. Das Projekt führte zu wertvollen Daten, die weiter genutzt werden, um den Status quo besser zu verstehen und das Verhalten der Kalibrierung und Verfolgung von IR-Kamera-Arrays zu verbessern. Anhand dieser Daten können in Zukunft algorithmische Verbesserungen mit der etablierten Basislinie verglichen werden.

Darüber hinaus deuten erste Analysen auf ein Potenzial hin, die durch ein ungenaues Robotermodell verursachten Fehler zu verringern, indem das IRSystem genutzt wird.

TBI 7: Ressourcenoptimierung (Energie und Material) durch automatisierten Datenabgriff und Auswertung an SYNCROMILL Q

Um Qualitätsschwankungen in der Feinbearbeitung von Aluminium bei der Fa. Hammerer Aluminium Industries zu vermeiden, wurde ein gemeinsames Projekt gestartet. Das TBI ermöglichte durch Abgreifen der Produktionsdaten eine Auswertung der Parameter und die Digitalisierung des Bearbeitungsprozesses. Mit dem Analysetool CYBERNETICS ANALYZE wurden die Produktionsdaten in Echtzeit abgegriffen und mittels Auswertealgorithmen für die Domänenexperten aufbereitet. Daraus wurden Handlungsempfehlungen zur Ressourcenoptimierung und optimalen Maschinenbelegung generiert.

TBI 9: Digitale Entwicklung im Ofenbau für Aluminiumguss

Ziel des Projekts war die Optimierung des Materialeinsatzes in der Herstellung von Schmelzöfen für Aluminiumguss bei gegebener Belastung unter Beibehaltung der Zuverlässigkeit, basierend auf Finite-Elemente-Simulation und normgerechter Festigkeitsbewertung. Hierfür wurden mehrere Software-Tools verwendet, wobei die Automatisierung und Koppelung eine Herausforderung darstellte. Eine Optimierung war aufgrund der festgestellten speziellen Eigenschaften des Systems vorerst nicht praktikabel, jedoch konnten konstruktive Maßnahmen abgeleitet sowie weitere Schritte identifiziert werden.

TBI 10: Team7 GlueMate - Machbarkeit situativer Kleberauftrag

Die PROFACTOR GmbH arbeitete an einer Machbarkeit die, die Realisierbarkeit eines automatischen, individuellen Kleberauftrags mit Roboter im Küchenmöbelbau untersucht.

Hierbei wurden folgend kritische Punkte erfolgreich geklärt:

  • Eignung und Adaptierbarkeit einer manuellen Kartuschen-Pistole für den schutzzaunlosen Kleberauftrag in diesem spezifischen Fall im Hinblick auf eine Reduktion der Auftragsmenge und Verbesserung der Gleichmäßigkeit
  • Erfassbarkeit und automatische Erzeugung von Roboterauftragsbahnen aus Bilddaten der individuellen Teileformate. Hierbei wurden die benötigten Unterlegehölzer mit Hilfe von KI-unterstützer Bildsegmentierung weggefiltert, sodass die erprobte Auflege-Methode nicht verändert werden muss.
  • Durch die Kombination dieser Methodiken mit einem touchbasierten Bedieninterface konnte eine minimal notwenige Interaktionszeit von wenigen Sekunden für die individuelle Auftragseingabe nachgewiesen werden.

Die Ergebnisse dieser Untersuchung bestätigen die Machbarkeit der angestrebten Teilautomation. Voraussetzung hierfür ist aber die gezielte Kombination von Menschen und Roboter mit zusätzlichen Assistenztechnologien. Damit lassen sich auch in der bisher rein manuellen Herstellung von Unikatprodukten Verbrauchs, Kosten und Ergonomie-Vorteile erzielen. Daher ist eine Realisierung des Konzepts bereits in Planung

TBI 15: Smart Key Copy

Entrich Technologies sucht nach Methoden, mit denen ein Schlüssel auf Basis weniger Fotos klassifiziert und deren Features dekodiert werden können, so dass ein Schlüsseldienst aus diesen Daten ein Dublikat erstellen kann. Mit Fokus auf einzelne Fotos in einer kontrollierten Umgebung, wurden Algorithmen zur Schlüsselsegmentierung, -ausrichten und erkennung des Schlüsselbarts entwickelt. erste wesentliche Featurs wurden KI-basiert segmentiert, und helfen bei der Klassifikation der Schlüsseltype.

TBI 20: Maintenance and Measure to Log

Es wurde die serielle Kommunikationsschnittstelle der WPC2040 und WPC2030 Controller hardware- und softwareseitig auf die Möglichkeit zur Datenkollektion überprüft. Es wurde ermöglicht Maschinenparameter und Fehlermeldungen automatisiert abzugreifen sowie diese in eine Zeitdatenbank zu speichern, während die reguläre Funktion des Controllers nicht beeinträchtigt wird. Eine Benutzersoftware ermöglicht es Protokolle und Graphen von Parametern und Fehlern in unterschiedlichen Zeitintervallen zu erstellen.

TBI 21: Value-stream Integration Project

Ziel des Projektes war eine digital unterstütze Wertstromanalyse zu ermöglichen.

Dazu wurde eine neue Modellierungskomponente auf Basis von BPMN erstellt, die es erlaubt Wertströme in centurio.work zu modellieren und anzupassen. Die
erstellten Wertstrommodelle können simuliert ausgeführt werden.

Zusätzliche Infos, wie zum Beispiel Ressourcen, können aus einem Datenkatalog zumindest teilweise ausgelesen werden. Der modellierte Wertstrom kann als Basis für Arbeitspläne herangezogen werden. Es wurden auch bereits erste User Tests durchgeführt.

TBI 25: Industrial Data Mesh - Analyse GAIA-X Integration

meshmakers.io bietet die Octo Mesh-Plattform zur Optimierung von Daten aus verschiedenen Quellen, wie z.B. Maschinendaten über Modbus und Scada. Zur Unterstützung dynamischer Lieferketten und Kooperationen wurde Gaia-X, eine europäische Initiative für föderierte sichere Datenräume, als Lösung für eine effiziente Datenspeicherung und den Austausch mit Partnern geprüft. Die Erkenntnisse aus dem Projekt bilden die Grundlage für meshmakers.io, um das Potenzial von Gaia-X für ihre Anwendungsfälle einschätzen zu können und weiterführende Forschungs- und Entwicklungsprojekte zu initiieren.

TBI 27: Exploration von LLMs zur Unterstützung von Testprozessen

Objentis untersucht das Potential von Large Language Models (LLMs) für die Übersetzung von natürlichsprachlichen Testfällen in ausführbare Sprachen. Motiviert durch Datenschutzanforderungen wurde der Schwerpunkt auf offene Modelle und Self-Hosting gelegt. Die Evaluierung verschiedener LLms (z.B. Llama 2, Mistral, Vicuna) in einem Testszenario zeigte, dass GPT4 derzeit überlegen ist, aber insbesondere Llama 2 70B nahe an der Baseline liegt. Mistral 7B lieferte trotz weniger Parameter ebenfalls gut Ergebnisse. Fine-Tuning und Promt Engineering wurde als Verbesserungsmethoden untersucht.

TBI 28: RK Metalltechnik – Digitaler Entladeassistent – Machbarkeit

RK Metalltechnik, Auftragsfertiger im Bereich der Blechbearbeitung, zielt darauf ab, durch den Einsatz eines Augmented-Reality-Systeme seine Wettbewerbsfähigkeit zu steigern und Lieferzeiten zu verkürzen. Das System soll das effiziente Entladen von lasergeschnittenen Teilen unterstützen, wobei der Fokus auf der technischen Machbarkeit einer aktiven Visualisierung liegt, die direkt auf die Blechteile projiziert wird.

Die PROFACTOR GmbH befasste sich daher mit der aktiven Visualisierung mittels Multi-Projektor-Setup, technischen Machbarkeit, digitalen Integration für dynamische Bedienerführung, einem Labor-Demonstrator zur Konzeptüberprüfung und der Bewertung der Systemintegration.

Das Projekt umfasste die Untersuchung des bestehenden Prozesses, die Auswahl geeigneter Projektionshardware, die Entwicklung von Dateninterfaces, den Bau eines funktionsfähigen Modells, die Anpassung vorhandener Technologien und die Validierung in einer realen Umgebung.

Das von der PROFACTOR GmbH implementierte System für RK Metalltechnik kann zu einer verringerten Arbeitsbelastung für die Mitarbeiter führen, papierbasierte Prozesse eliminieren und klare visuelle Anweisungen für die Teilauswahl bieten, was die betriebliche Effizienz und Arbeitsbedingungen signifikant verbessert.

TBI 32: Simulated production line in foundry

Pinter Guss fertigt mit jährlich tausenden Tonnen Alu- und Kupfer-Legierungen, Bauteile im Sand- und Kokillenguss. Die Gießverfahren werden manuell durchgeführt, was zu Arbeitsbelastung, begrenzter Produktivität und potenziellen Sicherheitsrisiken führt. Um den Energieverbrauch und die Umweltauswirkungen zu reduzieren, beabsichtigt Pinter Guss, eine vollautomatisierte Produktionskette zu integrieren. Durch Simulationen und Digitalisierung konnten die Vorteile (bspw. 26% Materialeinsparung) und Machbarkeit der Integration aufgezeigt werden und weitere gemeinsame Entwicklungstätigkeiten initiiert werden.

TBI 50: KEBA - Digitalisierung Paketannahme Machbarkeit

Die KEBA Group AG konzeptioniert aktuell einen digitalen Assistenten für die Paketannahme/-abgabe, welcher Pakete visuell erkennen, zuordnen und verfolgenkann. So sollen zukünftig, anstelle von verschließbaren Boxen, offene Regalsysteme in beispielsweise Mehrfamilienhäusern zum Einsatz kommen können. Als Kernelement fehlt derzeit wahrnehmungstechnisch eine geeignete
Technologie zur Erkennung von Paketen in Farbbildern. Ziel dieses Projekts ist die methodische Adaption von Erkennungsalgorithmen auf
die Paketannahme/-abgabe Situation und deren Bewertung mittels eines Labor Demonstrators.

Im Rahmen dieses Projekts befasste sich die PROFACTOR GmbH mit a) der Erstellung eines definierten Trainings/Test- Datensets auf Basis des Labor Prototypen, b) der Entwicklung dreier unterschiedlicher Erkennungsalgorithmen auf Basis von Neuronalen Netzen c) der Evaluierung der Modelle in Bezug auf Laufzeit und Erkennungsrate und d) der Erstellung eines API zur Integration. Wir konnten gemeinsam zeigen, dass die von PROFACTOR GmbH entwickelten Methoden komplexe Paketsituationen auch bei schlechten Lichtverhältnissen und unkalibrierten Kameras korrekt erkennen können. Eine Echtzeitverarbeitung der Daten ist durch die geringe Laufzeit der Modelle ebenso möglich. Aufgrund der vielversprechenden Ergebnisse sind PROFACTOR mit KEBA in Abstimmung zu einem potenziellen Nachfolgeprojekt.

TBI 65: KI-trainierter Steuerungsalgorithmus für die Fortbewegung eines Hexapod-Laufroboters

Die Firma LXRobotics aktualisiert derzeit die Steuerung eines Roboters mit 6 Beinen (Hexapod), um z. B. in unwegsameren Umgebungen oder bei unvorhersehbaren äußeren Einflüssen stabiler zu werden.

Dieses Projekt konzentriert sich daher auf die Entwicklung einer solchen Steuerung, wobei auf Methoden der Künstlichen lntelligenz (Kl)
zurückgegriffen wurde. Diese Algorithmen wurden auf die Vorgaben abgestimmt und erzielten zu verschiedenen Aufgabenstellungen vielversprechende Ergebnisse, beispielsweise einen Weg mit mehreren Richtungsänderungen zurücklegen.

EIn Hexapod Laufroboter auf einen Weg

TBI 75: 60 GHz IIoT Radarsensor mit BLE-Kommunikation zur Wasserstandsmessung in Flüssen und Kanälen

Für die Wasserstands-Messung in Flüssen und Kanälen soll ein 60 GHz IIoT Radarsensor mit BLE-Kommunikation entwickelt werden. Für die bereits bestehende Hardware sollte im Zuge dieses Projektes die Firmware konzipiert und in weiterer Folge implementiert werden, um eine möglichst energieeffiziente, sichere und drahtlose Datenerfassung via BLE zu ermöglichen.

Die Firmware für den IIoT Radarsensor wurde entsprechend den Anforderungen implementiert, wobei ein großer Fokus auf das Powermanagement gelegt wurde, um den Energieverbrauch zu minimieren. Zusätzlich wurde für die Anpassung der Applikation an die entsprechenden Umweltbedingungen eine Konfigurationsschnittstelle vorgesehen.

Daten

TBI 77: Digitalisierung in der Fertigung von Tiefziehformen

Die Polleres Plastic gehört zu den modernsten Herstellern Österreichs von tiefgezogenen Kunststoffteilen im Food- und Nonfood-Bereich. Die Aluminiumformen für die Tiefziehteile werden zum gegenwärtigen Zeitpunkt in konventioneller Form (subtraktiv) durch einen externen Formenbauer gefertigt. Tiefziehformen weisen neben Kühlkanälen auch Vakuumkanäle auf. Die für den Tiefziehprozess optimale Formgeometrie kann mit subtraktiven Fertigungsverfahren nicht hergestellt werden.

Im Rahmen des Test before invest wurde untersucht, ob eine Digitalisierung der Fertigung der Tiefziehformen mittels 3D-Druck möglich ist und dies auch direkt bei der Fa. Polleres durchgeführt werden könnte. Vor allem ging es darum die digitale additive Fertigungsmethode „Metall-3D-Druck“ für die Fa. Polleres und deren Anwendungsfeld zu evaluieren. Zu diesem Zweck wurden Versuchsreihen durchgeführt und evaluiert. Es hat sich gezeigt, dass die digitale Metall-3D-Druck-Technologie eine sinnvolle Investition für die Fa. Polleres darstellt.

Tiefziehform in Metall 3D Druck

TBI 79: Anbindung von IIoT-Sensorknoten über ein EdgeGateway an PASO-Solutions

Ein bestehendes Sensorsystem zur Erfassung von Echtzeit-Beschleunigungsdaten soll in die Softwareumgebung des Unternehmens integriert werden. Eine besondere Herausforderung besteht darin, mit den entstehenden großen Datenmengen umzugehen. Neben der drahtlosen Anbindung der Sensoren soll daher auch eine Filterung und Vorverarbeitung auf einem EdgeGateway implementiert werden.

Es wurden Mechanismen zur Konfiguration von Einzelsensoren, von Sensor-Flotten und zur Bereitstellung der Systemkonfiguration umgesetzt. Mithilfe einer Whitelist ist eine selektive Anbindung der Sensoren an das EdgeGateway möglich. Als Basis der standardisierten und transparenten Protokollimplementierung wurde ein textbasiertes JSON-Format verwendet. Zur Erhöhung der Datensicherheit wird das serielle Protokoll codiert übertragen. Zusätzlich wurde eine verschlüsselte Kommunikation mit dem Clouddienst realisiert.

NETWORKING

Networking: Tschechisch-Österreichischer EDIH Twister in Brno

Am 20. März fand in Brünn der tschechisch-österreichische EDIH Twister statt, bei der AI5production aktiv teilnahm. Etwa 50 TeilnehmerInnen aus verschiedenen Bereichen wie Unternehmen, öffentlichen Organisationen, Wissenschaft und Regierungsstellen waren dabei. Am Vormittag präsentierten die sechs tschechischen EDIHs und drei österreichische EDIHs Best Practices und Erfolgstories und konnten sich Vernetzen. Nach der Veranstaltung hatten die Teilnehmenden außerdem die Möglichkeit, das KYPO Cyber Polygon sowie das Industrie 4.0 CEITEC Testbed zu besichtigen, mit einem unterhaltsamen Robotertanz als Abschluss.

Diese Veranstaltung markiert einen wichtigen Schritt in unserem Engagement für Innovation und grenzüberschreitende Zusammenarbeit und bildet die Grundlage für künftige Kooperationen. Ein bereits geplanter Termin für die Fortsetzung der Zusammenarbeit ist das Smart Business Festival CZ 2024 in Prag am 22. und 23. Oktober 2024. Wir freuen uns darauf, dort weitere Möglichkeiten der gemeinsamen Entwicklung zu erkunden.