Review
Review DPF · Wie Cobots dank Edge und Cloud Computing sensibel auf menschliches Verhalten reagieren
07. September 2021
Digitalisierung
Edge Computing
Digital Product Factory #3 - Adaptive Robotik in Mietszenarien
Am Entwicklungs- und Fertigungsstandort Dresden beschäftigt Infineon rund 2.900 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Sie beschäftigen sich mit der Erforschung, Entwicklung und Produktion von Leistungshalbleitern, Sensoren und Mikrocontrollern für umweltfreundlichere, sicherere und komfortablere Autos, für effiziente Erzeugung und Nutzung elektrischer Energie, für mobile Kommunikation und für Datensicherheit.
Trotz bereits hoher Automatisierung weisen die Roboter in der Dresdner Chip-Fertigung noch Potentiale auf – z.B. bei einer nahtloseren Interaktion mit den im selben Bereich arbeitenden Menschen. Damit diese Interaktion möglichst reibungslos funktioniert und es weniger häufig zu Unterbrechungen des Ablaufes kommen muss, muss der Roboter verstehen, was ein Mensch als nächstes tun möchte, wie er darauf reagieren und seine Arbeit gegebenenfalls an einem anderen Punkt fortsetzen kann. Um den Roboter mit den dafür notwendigen Sinnen auszustatten, kann Infineon Technologies auf ein breites eigenes Lösungsspektrum von Sensorik zurückgreifen.
Gerade im Bereich der Cobots und der interaktiven Robotik sind selbst kurze Wartezeiten eine Herausforderung. In zukünftigen Szenarien, in denen Roboter mitunter sogar nur für einzelne Produktionsschritte gemietet werden, sind die effiziente Arbeit des Roboters und die Überwachung seiner Leistung in Echtzeit essentiell für neue Serviceangebote und eine korrekte Abrechnung.
HansKlingstedt
Senior Project Manager
Die Challenge
Aus dieser vielschichtigen Anforderung entstand die Challenge der dritten Digital Product Factory des Smart Systems Hub, bei der Infineon Dresden und SAP Deutschland gemeinsam als Challenge-Owner fungierten. Die Lösung – eine erste Produktversion (MVP) für die Mensch-Roboter-Interaktion sowie ein neues Geschäftsmodell für Mietszenarien sollte entstehen – und das in nur 3 Monaten.
Projektpartner
50 %
Unsere Lösung reduziert die Ausfallzeiten stationärer Roboter um die Hälfte.
Kollaborative Robotik durch KI-basierte Sensorfusion im Pay per Use Model
Aufgabe
Stationäre Roboter sollen menschliches Eindringen in ihren Arbeitsbereich erkennen und entsprechend darauf reagieren. Die Reaktion soll im Idealfall eine alternative Tätigkeit sein oder eine Reduktion der Arbeitsgeschwindigkeit. Nur wenn es wirklich notwendig ist, soll der Roboter seine Tätigkeit unterbrechen.
Umsetzung
Für die Umfeldüberwachung des Roboters wurden Radar- und Time-of-Flight-Sensoren verwendet. Gewonnene Daten wurden direkt am Sensor (on Edge) vorverarbeitet und mittels Sensorfusion zusammengeführt. Mithilfe eines KI-Modells wurden dann Interaktionsszenarien analysiert, verstanden und an die Robotersteuerung zurückgemeldet. Eine Softwarelösung, die auf dem Konzept des digitalen Zwillings der Industrie-4.0-Verwaltungsschale aufbaut, stellt die Tätigkeiten des Roboters vom Erkennen der Aufgabe bis zur Abrechnung in Echtzeit dar.
Ergebnis
Dank der Lösung kann der Roboter intelligent auf menschliches Verhalten reagieren. Stillstandzeiten können um bis zu 50% reduziert werden. Über die Darstellung der Robotertätigkeiten können Unternehmen Roboter nun auch für Teilleistungen punktgenau und in Echtzeit abrechnen, was neue Mietmodelle für den Einsatz von Robotern im industriellen Umfeld ermöglicht und damit die Eintrittshürde gerade für kleine KMU deutlich verringert
Kundennutzen im Überblick
Neues branchenübergreifend anwendbares Asset as a Service-Geschäftsmodel
Erkennung von Anomalien und vorausschauende Wartung des Roboters
Softwarelösung zur genauen Abrechnung von Roboterleistungen in Echtzeit
Robuste Verhaltensanpassung stationärer Roboter auf menschliche Bewegungen
Ausfallreduzierung stationärer Roboter um 50%
Die konkrete Implementierung des AaaS Gedankens auf Basis des Roboter Cases, die Integration mit SAP, Wandelbots, etc. hat uns dem Ziel eine BaSys 4.0 Asset as a Service Distribution zu entwickeln einen großen Schritt näher gebracht.
MichaelThron
Vorstand
objective partner
Es war faszinierend zu sehen, wie sich die einzelnen Themen zu einem großen Ganzen zusammenfügten und zu diesem überzeugenden Ergebnis führten. Wir gehen davon aus, dass wir mithilfe der entwickelten Lösung die Stillstandszeiten unserer Roboter, die durch Interaktion mit dem Menschen entstehen, um ca. 50% verringern können. Ich bin sehr zufrieden und bedanke mich für die hervorragende Zusammenarbeit und die effektive Unterstützung bei der Verwirklichung unserer Herausforderung.
MarkusDankelmann
Senior Manager Innovation
Infineon Technologies
RELEVANZ
Potentiale der Lösung
Meilenstein im Kontext der Automatisierung von KMU durch Verringerung von Robotikeintrittsbarrieren
Anwendung Technologien und Frameworks zur Erschließung neuer Einsatzszenarien für Robotik
Bahnbrechende neue Möglichkeiten der Mensch-Roboter-Kollaboration
Anwendung der technischen Lösung auf verschiedene stationäre und mobile Robotertypen möglich
Unsere Digital Product Factory
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