Um maximalen Nutzen aus der Inspektion zu ziehen, ist es wichtig, Fachkräfte dabei bestmöglich zu unterstützen und somit effizient einzusetzen. Durch konsequente Digitalisierung ist es zudem möglich, sie zu entlasten und Teile der Aufgaben automatisch oder sogar durch künstliche Intelligenzen abarbeiten zu lassen. Im Ergebnis steht die digitalisierte, geführte Inspektion.

Was bedeutet Inspektion heute?

Bei einer Inspektion wird der Ist-Zustand eines technischen Systems ermittelt, dokumentiert und beurteilt. Doch nur wenn das "Wie" von vornherein geplant und festgelegt ist, lässt sich ein effizientes Aufwand-Nutzen-Verhältnis erreichen. Bei der Planung einer Inspektion muss also zunächst geklärt werden, welcher Nutzen erreicht werden soll und welche Aufwände zu erwarten sind. Eine Inspektion soll in aller Regel eine Betriebsfreigabe für das System erreichen und die Funktionsfähigkeit für eine zukünftige Periode sichern. Dabei muss zum einen überprüft werden, ob die Komponenten des Systems grundsätzlich geeignet sind, den ihnen zugedachten Zweck zu erfüllen. Hierbei werden zum Beispiel verbaute Komponenten anhand ihrer Teilenummer identifiziert. Dann wird geprüft, ob der tatsächliche Einsatz der Komponenten ihrer Spezifikation entspricht, außerdem, ob die bisherige Belastung einer Komponente bereits so stark war, dass sie ihren Zweck nicht mehr sicher erfüllen kann und ausgetauscht werden muss. Wichtig ist hierbei, digitale Komponenten nicht zu vergessen. Auch eine Software kann falsch ausgelegt oder veraltet sein, Prozessoren und Mikrochips unterliegen ähnlichen Alterungsprozessen wie analoge Bauteile.

Dem Nutzen eines abgesicherten Systems stehen verschiedene Aufwände gegenüber: Zum einen muss die Fachkraft, die die Inspektion durchführt, entlohnt werden. Es entstehen Kosten durch Beschaffung und Verbau von Ersatzteilen und verbessernden Komponenten. Nicht zuletzt steht das System für die Dauer der Inspektion meist nicht für den Normalbetrieb zur Verfügung. Die Erkenntnis, dass "Dauer" und "korrekte Durchführung" die beiden Hauptkostentreiber bei der Inspektion sind, ist trivial: Braucht die Fachkraft länger für die Inspektion, kostet sie mehr Geld und der Produktionsausfall steigt. Wird die Inspektion nicht korrekt durchgeführt, erfolgt keine Betriebsfreigabe, die Inspektion muss wiederholt werden, und es entstehen zusätzliche Kosten und Produktionsausfälle.

Umso erstaunlicher ist es, dass in der industriellen Praxis noch immer wenig Gebrauch von Möglichkeiten zur Unterstützung und Optimierung von Inspektionen gemacht wird. Steht eine Inspektion an, erhält die Fachkraft einen entsprechenden Auftrag, ein Klemmbrett, einen Stift und eine ausgedruckte Checkliste, die abzuarbeiten ist. Auf Basis der bekannten Informationen stellt sich die Fachkraft Werkzeug und Ersatzteile zusammen und macht sich an die Arbeit. Nach bestem Wissen und Gewissen geht sie die Punkte auf der Checkliste durch, notiert Werte, tauscht Teile aus, prüft Software-Versionen und baut am Ende alles wieder zusammen. Schließlich übergibt sie die Checkliste und meldet die erfolgte Abarbeitung des Auftrags. Vor- und nachgelagerte Prozesse werden häufig digital unterstützt: ERP-Systeme bilden Zeitpläne digital ab, um an anstehende Inspektionen zu erinnern und diese digital einer Fachkraft zuzuweisen. Dass und von wem die Inspektion durchgeführt wurde sowie eine digitalisierte Version der Checkliste werden ebenfalls im ERP-System hinterlegt.

Da geht doch mehr – die Zukunft der Inspektion

Um Fachkräfte bei der Inspektion besser zu unterstützen und die Möglichkeiten der Digitalisierung stärker zu nutzen, bieten sich die folgenden fünf Schritte an:

1. Unterstützung durch Algorithmen

Algorithmen sind im Grunde einfache Schritt-für-Schritt-Anweisungen zur Abarbeitung von Aufgaben. Gegenüber Checklisten wird der Nutzer an die Hand genommen und durch die Aufgabe geführt, statt dass er sie lediglich quittiert. Es mag auf den ersten Blick aufwendig erscheinen, diese Anleitungen zu erstellen, aber ihr Nutzen überwiegt den Aufwand bei Weitem. Die Aufgaben lassen sich schneller und vor allem in wiederholbarer Qualität abarbeiten. Es können ergänzende Checklisten zu benötigtem Werkzeug, Ersatzteilen und Vergleichswerten für Messungen und Teilenummern hinterlegt werden. Werden diese Algorithmen softwaregestützt erzeugt, lässt sich ein generischer Grundalgorithmus erstellen und von diesem unterschiedlich stark ins Detail gehende Derivate ableiten. So kann beispielsweise ein sehr detailliertes Derivat zur Unterstützung von Auszubildenden und ein weniger detailliertes für Fachkräfte mit langjähriger Erfahrung erzeugt werden.

2. Digitale Bereitstellung der Algorithmen

Konsequenter zweiter Schritt ist die Bereitstellung dieser Algorithmen auf digitalen Endgeräten. Auf dem Smartphone kann der Anwender dann von Schritt zu Schritt oder Algorithmus zu Algorithmus navigieren. Auch hier lohnt es sich wieder, die Algorithmen strukturiert und softwaregestützt zu erzeugen. So sind sie maschinenlesbar und lassen sich als Content-Paket exportieren und in eine Struktur-App importieren. Die Algorithmen sind stets auf dem Smartphone verfügbar und müssen nicht ausgedruckt werden. Die Ergebnisse und Metadaten liegen ebenfalls direkt digital vor. Zudem wird ein direkter Feedback-Kanal geschaffen: Ist ein Algorithmus nicht eindeutig oder fehlerhaft, kann der Nutzer dies über die Struktur-App melden.

3. Einbindung in ERP-Systeme

Dieser Schritt sollte parallel zu Schritt 2 erfolgen. Wird dann einer Fachkraft ein Inspektionsauftrag zugewiesen, kann diese vom Auftrag in den entsprechenden Algorithmus wechseln und die Arbeit kann beginnen. Nach Abschluss der Inspektion können die Ergebnisse und Metadaten im ERP-System hinterlegt werden und sind so dauerhaft gespeichert. Je größer der so gesammelte Datenschatz wird, desto mehr Auswertungen können erfolgen. So lassen sich zusätzliche Optimierungspotenziale ausschöpfen.

4. Übertragung von Aufgaben an KI

Ist der Datenschatz ausreichend groß, lassen sich einzelne Aufgaben der Inspektion automatisieren oder sogar mittels Methoden aus dem Bereich der künstlichen Intelligenz bearbeiten. Denkbar ist etwa, die Verbauprüfung teilweise zu automatisieren: Statt die Spezifikation eines Bauteils selbst zu prüfen, fotografiert die Fachkraft die Teilenummer. Die Eignung des Bauteils wird per Bilderkennung und Katalogabgleich automatisch geprüft. Weiterhin könnten beispielsweise Ergebnisse und Metadaten ausgewertet werden, um zu prognostizieren, welche Ersatzteile bei einer bestimmten Inspektion häufig getauscht werden. Auf dieser Basis kann die Checkliste für zur Inspektion mitzunehmender Ersatzteile verbessert werden. Die Möglichkeiten sind hier vielfältig und vom jeweiligen Einzelfall abhängig. Allerdings ist stets zu beachten, dass Automatisierung und künstliche Intelligenz in der Regel selbst wieder technische Systeme darstellen, die ihrerseits Gegenstand einer regelmäßigen Inspektion sein sollten.

5. Nutzung von Augmented und Virtual Reality

Dieser letzte Schritt ist streng genommen eine besondere Art von Schritt 2, da Geräte zur Anwendung von Augmented und Virtual Reality im Grund digitale Endgeräte sind. Werden Inspektionsalgorithmen der Fachkraft mittels einer Datenbrille als Augmented Reality angezeigt, kann diese per Sprach- oder Gestensteuerung durch die Schritte und Algorithmen navigieren. Der Vorteil liegt darin, dass bei diesen Arten der Steuerung das Endgerät selbst nicht berührt werden muss. Zudem ist eine solche Steuerung auch mit Handschuhen möglich. Eine weitere Unterstützung für die Fachkraft entsteht, wenn Orte des Systems, die im Rahmen des jeweiligen Inspektionsschrittes eine wichtige Rolle spielen, hervorgehoben werden. So kann die Datenbrille zum Beispiel eine Abdeckung, die entfernt werden muss, farblich markieren.

Abschließend sei hier die Möglichkeit erwähnt, eine Virtual-Reality-Umgebung aufzubauen, um die Inspektionsalgorithmen zu testen. Eine solche Umgebung lässt sich auch derart gestalten, dass Auszubildende virtuell trainieren können. Da dies ein virtuelles Modell des eigentlichen Systems voraussetzt, ist der Aufwand entsprechend hoch. Unternehmen, die zu Präsentations- und Vorführzwecken bereits virtuelle Modelle ihrer Systeme anfertigen lassen, sollten diesen nächsten Schritt jedoch nicht außer Acht lassen.

Die Inspektion von technischen Systemen ist zu wichtig, um nur vor- und nachgelagerte Prozesse zu unterstützen. Wird die ausführende Fachkraft bei der Inspektion individuell unterstützt, kann das viel Geld sparen und sogar Leben retten. Durch die fortschreitende Digitalisierung entstehen hier mehr und mehr Möglichkeiten. Sie müssen nur genutzt werden.

Johannes Diedrich, Leiter Industrieprojekte bei Synostik