Hier wird

Zukunft gemacht

Das Anwendungszentrum dient als Demonstrationsfläche für neue Technologien, die der Zusammenarbeit von Mensch und Technik dienen. Vor Ort ist der typischerweise in einem produzierenden Unternehmen vorzufindende Materialfluss abgebildet. Der Einsatz digitaler Technologien lässt sich so im betrieblichen Kontext erleben. Fünf Showcases – Handel, Instandhaltung, Produktionslogistik, Transport und Virtual Training – veranschaulichen konkrete Anwendungsbeispiele.

Übersicht

01 | Showcase
Intralogistik

Motionmining-Regal

Das neue MotionMining-Verfahren bietet Unternehmen die Möglichkeit, manuelle Arbeitsprozesse im Lager – etwa bei der Abwicklung von Versandaufträgen – zu analysieren und zu optimieren. Der Regal-Demonstrator im Anwendungszentrum des Innovationslabors veranschaulicht, wie die Bewegungen eines Mitarbeiters bei der Entnahme von Waren und Artikeln aus einem Regal automatisiert und anonymisiert erfasst werden. Möglich machen dies mobile Sensoren, Wearables und kleine Funksender, sogenannte Beacons. Die Daten werden anschließend mithilfe von Algorithmen des maschinellen Lernens ausgewertet. – Das Unternehmen MotionMiners ist eine Ausgründung aus dem Fraunhofer IML.

Fachbeitrag: Mit MotionMining Ergonomie und Prozesse verbessern

Autonome Drohnen zur Lagerinventur

Die mit intelligenter Technologie ausgestatteten Drohnen von doks.innovation können Bereiche insbesondere von Hochregallagern aus der Luft einsehen und Bestände gezielt erfassen. Dabei werden die Flugroboter zum „künstlichen Kopf“: Kameras liefern Daten über den optischen Zustand von Waren, Sensoren messen die Temperatur oder sogar Gerüche. Im Anwendungszentrum des Innovationslabors lässt sich eine Drohne beim Flug durch eine Lagergasse beobachten. – Das Unternehmen doks.innovation ist eine Ausgründung aus dem Fraunhofer IML.

Rollende Transportdrohne

Die Drohne »Bin:Go« dient dem Transport von kleinen, leichtgewichtigen Gütern innerhalb von Unternehmen – etwa von Medikamenten im Krankenhaus oder Kleinteilen in der Fabrik. Die Balldrohne ist deutlich energieeffizienter als reine Flugdrohnen, denn sie fliegt nur, wenn sie muss. Ansonsten bewegt sie sich über flurgebundes Rollen. Dank des schützenden Gehäuses mit umlaufenden Streben und innenliegenden Rotoren kann »Bin:Go« gefahrlos zusammen mit Menschen im selben Bereich arbeiten. Im Anwendungszentrum des Innovationslabors kann man den Prototypen sehen und einen Testflug im Video erleben. – »Bin:Go« ist eine Entwicklung des Fraunhofer IML.

AR-gestützte Inventur im Handel

Die tägliche Bestandskontrolle ist im Lebensmittel-Einzelhandel eine heute noch aufwendige Pflichtübung. Mit der smarten Kombination von Datenbrille und Scannerhandschuh können die Mitarbeiter diese Arbeit sowohl schneller als auch ergonomischer ausführen. Ein Schnittstellenprogramm versetzt Brille und Handschuh in die Lage miteinander und – noch wichtiger – mit dem Warenwirtschaftsprogramm des Einzelhändlers zu kommunizieren. – Das System ist eine Entwicklung aus einem Transferprojekt des Innovationslabors.

Adaptiver Arbeitsplatz

Der innovative ergonomische Arbeitsplatz unterstützt den Mitarbeiter aktiv bei der Arbeit und passt sich adaptiv an die jeweilige Arbeitssituation an. Er wird im Lager im Wareneingang und -ausgang eingesetzt. Hier werden u. a. Artikel in Kartons verpackt. – Die Lösung ist eine Entwicklung aus einem Transferprojekt des Innovationslabors.

AR-unterstützte Palettierung

500 Millionen Europaletten sind weltweit im Umlauf, mehr als 3 Milliarden Pakete werden allein Deutschland pro Jahr verschickt. Je mehr Pakete in einen Karton und je mehr Kartons auf eine Palette passen, umso ökonomischer und ökologischer ist der Transport. Der Demonstrator im Anwendungszentrum zeigt, wie Augmented Reality (AR) dabei helfen kann. – Die AR-unterstützte Palettierung ist eine Entwicklung des Fraunhofer IML.

Fachbeitrag: Picken und Packen mit Augmented Reality

Digitaler Verpackungsassistent

Je heterogener die Artikel, die in einer Kartonage verpackt werden müssen, umso komplexer die Aufgabe: Der digitale Verpackungsassistent »PAsst« führt den Mitarbeiter mit einer LED-basierten Positionsanzeige intuitiv durch den Verpackungsprozess. – »PAsst« ist eine Entwicklung des Fraunhofer IML.

Kommissionierroboter »TORU«

Der autonome Kommissionierroboter »TORU« ist darauf ausgelegt, in E-Commerce-Versandlagern einzelne quaderförmige Objekte – also etwa Schuhkartons oder Bücher – zu »picken«. Herkömmliche Pickroboter können meist nur komplette Ladungsträger wie Paletten oder Kisten automatisiert holen. »TORU« verfügt jedoch über eine intelligente Objekterkennung, kann einen Karton zielgenau greifen – egal, wo er sich befindet – und auf seinen Wegen auch Hindernisse eigenständig überwinden. Wie sich der Kommissionierroboter im Lager bewegt, kann man im Anwendungszentrum des Innovationslabors beobachten.

Behälterstapler SAM

Mit dem Stapelbediengerät »Stack Access Machine«, kurz »SAM«, lassen sich einzelne Behälter vollautomatisch aus aufgetürmten Stapeln herausnehmen. Der Clou: Das Fahrerlose Transportfahrzeug (FTF) baut sich aus den Behältern sein Lager selbst, indem es sie auf dem Boden des Lagers direkt übereinanderstapelt. Weniger ist dabei mehr: Regale für die Behälter und Schienen für das Bedienfahrzeug – also eine fest verbaute Infrastruktur – macht »SAM« überflüssig. – »SAM« ist eine Entwicklung des Fraunhofer IML.

Klettershuttle »Rackracer«

Weg von schweren und starren Lagertechnikgeräten hin zu kleinteiligen, multifunktional einsetzbaren Fahrzeugen: Das kletternde Shuttle »RackRacer« bewegt sich selbstständig horizontal und diagonal im Regal – ohne Lift oder zusätzliche Schienen. Dabei helfen ihm so genannte Raupenelemente, die sich im Regal auf einzelnen Auflagepunkten abstützen. – Der »RackRacer« ist eine Entwicklung des Fraunhofer IML.

FAHRERLOSES TRANSPORTFAHRZEUG »FLIP«

Dank seiner Grashüpferbeinekann der »Flexible Lifter for Intralogistics and Production«, kurz FLIP, im Lager Behälter und Behälterstapel direkt vom Boden aufnehmen. Mit dem gertenschlanken fahrerlosen Transportfahrzeug – derzeit ein Prototyp – sind Transporte im Lager bzw. zwischen Produktion und Lager auch bei besonders engen Platzverhältnissen möglich. – Der »Flexible Lifter for Intralogistics and Production«, FLIP, ist eine Entwicklung des Fraunhofer IML.

Exoskelett für die manuelle Lasthandhabung

Exoskelette sind mechanische Stützstrukturen, die der Mensch am Körper trägt und die ihnbeim Heben und Tragen schwerer Lasten physisch unterstützen. Im Anwendungszentrum des Innovationslabors können Besucher ein solches stützendes System selbst anlegen und damit eine Palettieraufgabe durchführen. – Das Innovationslabor führt verschiedene Studien mit Exoskeletten durch.

Automatische Lagerüberwachung

Die (mangelnde) Transparenz im Lager stellt für kleine und mittlere Unternehmen eine große Herausforderung dar. Mit dem swarm-System – kurz für smart warehouse modules – kann das Lager heute permanent überwacht werden. Dazu werden smarte Kameramodule per Magnet an bestehenden Regalsystemen befestigt. Jede Lagerbewegung und jede Lagerbelegung lässt sich so nahezu in Echtzeit erfassen. – swarm ist eine Entwicklung des Fraunhofer IML und ein weiterer Schritt auf dem Weg zum »Intelligenten Regal«, der nächsten großen Entwicklung des Innovationslabors.

Digitaler Assistent zur Ladungssicherung

Die Ladungssicherung, insbesondere von Schwerlasten, gehört zu den verantwortungsvollsten Aufgaben von Mitarbeitern in der Hafenlogistik. Unterstützung bietet ihnen ein digitaler Assistent zur Ladungssicherung. Über eine AR-Brille erhalten die Mitarbeiter Informationen, wie sie beispielsweise tonnenschwere Stahl-Coils in einem Frachtcontainer richtig sichern. – Die Lösung wurde am Fraunhofer IML im Forschungsprojekt »InnoPortAR« des Bundesverkehrsministeriums entwickelt.

KI-BASIERTE DOKUMENTENKLASSIFIZIERUNG

Dokumente wie Bestellungen, Auftragsbestätigung und Rechnungen lassen sich heute durch Optische Zeichenerkennung (OCR) einfach digitalisieren. Die Lösung »Doklass« macht die Klassifikation von Dokumenten mithilfe von Künstlicher Intelligenz jetzt noch effizienter. An dem Beispiel zeigt sich, wie gerade kleine und mittlere Unternehmen von Künstlicher Intelligenz profitieren können. – »DOKLASS« wurde im Rahmen von »Digital in NRW« entwickelt.

02 | Showcase
Instandhaltung

AR-unterstützte Reparatur vor Ort

Störungen an Rollen- oder Bandförderanlagen können nicht nur den gesamten Betrieb im Lager lahmlegen, sondern haben drastische Auswirkungen auf den nachgelagerten Transport. Auf Datenbrillen oder Tablets installierte Assistenzsysteme können Lagermitarbeiter dabei unterstützen, Aufgaben im Bereich der Instandhaltung zu lösen und Maschinen zu reparieren, ohne einen Experten hinzuziehen zu müssen. – Die Lösung ist Teil des Showcases »Instandhaltung« im Anwendungszentrum des Innovationslabors.

Vorausschauende Instandhaltung

Predictive Maintenance, die vorausschauende Instandhaltung, ist ein Beitrag zur Wirtschaftlichkeit in Unternehmen. Dabei erkennen intelligente Systeme Störungen an Maschinen schon, bevor sie auftreten. Mithilfe eines Modells veranschaulichen die Forscher im Anwendungszentrum des Innovationslabors wesentliche Abläufe in der strategischen Instandhaltung und binden den Betrachter in die Entscheidungsfindung ein. – Predictive Maintenance ist ein Baustein des Showcases »Instandhaltung« im Anwendungszentrum des Innovationslabors.

SMARTES MANAGEMENT VON KRANKENHAUSBETTEN

Die Prozesse zur Reinigung und Aufbereitung von Krankenhausbetten müssen Pflegepersonal, Medizintechniker und Reinigungskräfte heute noch aufwendig per Telefon oder Mail absprechen. Mit dem neuen Smart Bed lassen sich diese Prozesse erheblich effizienter gestalten. Ein smartes Label unterstützt Prüfungs-, Wartungs- sowie Reinigungsprozesse digital. Damit entsteht eine neue Mensch-Technik-Interaktion zwischen den Prozessbeteiligten und dem Krankenbett im Sinne des Industrie 4.0-Leitgedankens. – Das Smart Bed ist eine Entwicklung aus dem gleichnamigen Transferprojekt des Innovationslabors.

03 | Showcase
Produktion

Kameraunterstützte Montage

Die Anforderungen an den Mitarbeiter in der Montage steigen mit der Vielzahl an Produktvarianten, die heute gefertigt werden: Der Mitarbeiter muss nicht länger nur zwei oder drei Anleitungen im Kopf haben, sondern gleich dutzende. Durch die Unterstützung eines Kamera-Assistenzsystems wird es ihm jedoch leichter gemacht, kundenindividuelle Produkte zu fertigen oder auch komplexe Baureihen zu bearbeiten. – Das Assistenzsystem ist eine Entwicklung des Fraunhofer IML.

Kollaborativer Greifarm

Die automatisierte Fertigung von Einzelstücken – die sogenannte »Losgröße 1« – stellt die Industrie heute vor große Herausforderungen. Im Anwendungszentrum des Innovationslabors wird gezeigt, wie intelligente Technologien die Produktion effizienter und flexibler machen: etwa durch den Einsatz des kollaborativen Greifarms »Saywer«. Industrieroboter, die gemeinsam mit dem Menschen arbeiten, sind in der Logistik auf dem Vormarsch. »Saywer« besitzt aber eine Besonderheit: Er lässt sich vom Menschen ohne aufwändige Programmierung konfigurieren. – Die Lösung ist Teil des Showcases »Montage« im Anwendungszentrum des Innovationslabors.

04 | Showcase
Transport

Dynamische Disposition mit Smart Devices

Mit digitalen Technologien lassen sich im Warentransport erhebliche Optimierungspotenziale erschließen. Die Vorteile einer dynamischen Disposition, die sich an die tatsächlichen Gegebenheiten anpasst, werden im Anwendungszentrum des Innovationslabors spielerisch auf einem Aktionsfeld im Miniaturformat veranschaulicht. Dabei zeigt sich: Die Kommunikation zwischen Hersteller bzw. Logistikzentrum und Lkw-Fahrer ist für die dynamische Disposition von entscheidender Bedeutung. – Die Lösung ist Teil des Showcases »Transport« im Anwendungszentrum des Innovationslabors.

Fachbeitrag: Smart Device mit jeder Menge PS

Anbieterneutrales Pick-up-Regal

Jeder fünfte Bundesbürger shoppt heute schon mehrmals pro Woche online. Die Idee des anbieterneutralen Pick-up-Regals ist es, dass hier Pakete unterschiedlicher Paketdienstleister deponiert werden. Der Empfänger mehrerer Pakete muss für die Abholung also nur einen Ort ansteuern. Der Protoytp des Regals ist ein gelungenes Beispiel für die Interaktion von Mensch und Technik. – Die Lösung ist im Rahmen der Talentwerkstatt des Innovationslabors für Studierende entstanden.

Entscheidungshilfe für die akzeptanz von LETZTE-MEILE-KONZEPTEn

Auf der letzten Meile entscheidet sich die Wirtschaftlichkeit der gesamten Logistikkette. Die Zustellung von kleinteiligeren Warenmengen ist kostenintensiv und führt zur Verschärfung der Verkehrssituation und Umweltbelastung. Der Demonstrator im Anwendungszentrum ermöglicht es nun, auf Basis der Projektion eines virtuellen Stadtgebiets mit einem kleinen Puck und interaktiven Bedienfeldern verschiedene stadtverträgliche Anlieferszenarien auf der letzten Meile auszuprobieren und logistische Schwierigkeiten und Auswirkungen spielerisch nachzuvollziehen.

05 | Showcase
Virtual Training

VR-basiertes Mitarbeitertraining im Lager

Logistikzentren müssen heutzutage flexibel auf Änderungen des Marktes, der Produkte und der neuen Dienstleistungen reagieren. Deshalb wird es zunehmend wichtiger, Mitarbeitern das benötigte Wissen schnell und ohne Störungen des laufenden Betriebs zu vermitteln. Mitarbeitertrainings in der virtuellen Realität (VR) ermöglichen dies. Eine solche Virtual Reality-Lernumgebung ist Teil des Schulungs-, Weiterbildungs- und Planungsraums für Logistiker im Anwendungszentrum des Innovationslabors. – Die Software ist eine Entwicklung des Fraunhofer IML.

06 | Social
Networked Industry

Social Network

In der Arbeitswelt der Zukunft arbeiten Mensch und Technik im Team. Grundlage dafür ist eine organisatorische Plattform, die Mensch und Technik miteinander verbindet: das Social Network. Dieses Informationsverteilzentrum ist das Herz der sogenannten Social Networked Industry, einer hochtechnologischen, aber menschengerecht gestalteten Arbeitswelt. Im Anwendungszentrum des Innovationslabors kann man sich in ein Social Network einloggen und »live« mit Menschen und Maschinen kommunizieren. – Das Social Network ist ein Arbeitspaket des Innovationslabors und eine Entwicklung des Fraunhofer IML.

Fachbeitrag: In der Social Networked Industry werden Mensch und Technik zum Team
Fachbeitrag: »Gefällt mir« – wie Mensch und Technik in Social Networks Informationen teilen

CHATBOT-GESTÜTZTE MENSCH-TECHNIK-INTERAKTION

Menschliche Sprache statt Programmiersprache: Der Social Networked Industry Bot ermöglicht eine natürliche Kommunikation zwischen Mensch und Technik. Über das softwarebasierte Dialogsystem können Mitarbeiter mit intelligenten Fahrzeugen oder Ladungsträgern chatten und Aufenthaltsorte oder Statusmeldungen abfragen. Die Objekte melden sich über ein smartes Device zurück und sind in ihrem Kommunikationsverhalten nicht mehr vom Menschen zu unterscheiden. – Der Social Networked Industry Bot ist eine Entwicklung aus dem Innovationslabor.