Werkerführung
Qualität durch Projektion
Wie Industrieunternehmen trotz steigender Variantenvielfalt mithilfe intelligenter Systeme zur Werkerführung die Effizienz und Qualität in der Montage und Nachbearbeitung sichern können.
In der produzierenden Industrie sehen wir einen starken Trend zur Individualisierung und zunehmender Variantenvielfalt. Das verkompliziert Montage und Nachbearbeitung und erschwert dem Mitarbeiter die Arbeit. Da Automatisierung hier häufig schwer umzusetzen ist, kann die dynamischen Laser- oder Videoprojektion Abhilfe schaffen. Sie zeigt Arbeitsschritte direkt auf dem Bauteil an. So lassen sich Prozesse digitalisieren und die umfassende Dokumentation garantieren.
Einfache digitale Werkerführung wie mithilfe von Pick-by-Light-Systemen oder dem Einblenden von Anweisungen auf einem Bildschirm am Arbeitsplatz sind in vielen produzierenden Unternehmen bereits Standard. Dort, wo individuelle Kundenwünsche beziehungsweise die steigende Variantenvielfalt eine Automatisierung der Arbeitsprozesse erschweren, braucht es allerdings intelligente Systeme, die die Werker bei ihrer Arbeit unterstützen.
Die dynamische Laser- und Videoprojektion erweist sich speziell für Anwendungen ideal, bei denen es auf einen räumlichen Kontext ankommt: So zeigt sie Arbeitsanweisungen, CAD-Daten oder andere wichtige Informationen lagerichtig und mit einer Genauigkeit von bis zu 0,1 mm direkt auf dem Werkstück an – auch wenn das Bauteil in Bewegung ist. Auf diese Weise lassen sich selbst komplexe Abläufe in der Werkerführung abbilden und eine hohe Genauigkeit gewährleisten. Darüber hinaus ist es möglich, 3D-Daten im Kontext eines Bauteils auszuwerten und Arbeitsprozesse genau zu dokumentieren.
Die Stärken der dynamischen Laser- und Videoprojektion
Generell empfiehlt sich eine digitale Werkerführung mittels Laser- oder Videoprojektion bei kurzen Taktzeiten, hoher Variantenvielfalt, Komplexität oder Mitarbeiterfluktuation. Sie hilft auch bei körperlich belastenden oder monotonen Tätigkeiten und sorgt für maßgeblich mehr Sicherheit. Die Komplexität kann auch bei geringer Variantenvielfalt schnell ansteigen – etwa weil viele Anbauteile oder manuelle Arbeitsschritte erforderlich sind. Ein anschauliches Beispiel ist das Fusionsenergie-Forschungsprojekt ITER: Unzählige Sensoren und Verbindungskabel müssen an der Reaktorkammer montiert werden, insgesamt 150.000 Schweißpunkte sind zu setzen – und das mit einer Abweichung von maximal 2 mm. Dank der dynamischen Laserprojektion kann das Montageteam diese Herausforderung meistern. Die Mitarbeiter nutzen das System nicht nur, um die Ansatzpunkte für das Schweißgerät anzuzeigen, sondern auch, um die Position von Bauteilen zu visualisieren, die durch Punktschweißungen befestigt werden sollen. Darüber hinaus projiziert der Laser weitere Anweisungen wie Teile- und Schweißnummer. Das Projekt ist so komplex, dass es ohne digitale Werkerführung nicht zu bewältigen wäre.
Bei sehr kurzen Taktzeiten kann sich der Einsatz von dynamischer Laser- und Videoprojektion sogar schon bei geringer Komplexität lohnen. Ein japanischer Automobilhersteller setzt die innovative Werkerführung beispielsweise bei der Montage von Kabelbäumen an verschiedenen Dachhimmeln ein. Obwohl diese Tätigkeit an sich unkompliziert ist, steht der Werker unter hohem Zeitdruck: Er muss sofort erkennen, welches Modell verwendet wird und an welchen Stellen er den Kabelbaum befestigen muss. Die Projektion hilft ihm dabei und vermeidet Fehler.
BMW benutzt wiederum die dynamische Laserprojektion zur Qualitätskontrolle bei der Karosserie-Lackierung. Im ersten Schritt erkennt ein Bildverarbeitungssystem mithilfe künstlicher Intelligenz, welche Stellen im Decklack oder in der Grundierung nachgebessert werden müssen. Die Daten dienen als Grundlage, damit das System eine Laserprojektion zur Werkerführung automatisch erstellen kann. Dabei wird an jeder Stelle, wo manuell nachgearbeitet werden muss, ein grünes Dreieck angezeigt. Die dynamische Laser- und Videoprojektion ermöglicht zudem die akkurate Dokumentation aller Arbeitsschritte und damit die Qualitätssicherung im Unternehmen.
Brücke zwischen analoger und digitaler Welt
Eine digitale Information wird mittels dynamischer Laser- und Videoprojektion in die analoge Welt übertragen. Durch die Kombination von digitaler Werkerführung mit Werkzeugtracking oder optischer Bauteilerkennung lassen sich auch manuelle Bearbeitungsdaten in das digitale Modell zurückführen. Auf diese Weise schlägt das Unternehmen eine bidirektionale Brücke, die eine digitale Abbildung des gesamten Fertigungsprozesses ermöglicht.
Das Werkzeugtracking erfasst genau, welches Werkzeug der Mitarbeiter gerade benutzt und wie lange es in einer Position verweilt. Auch zusätzliche Prozessparameter wie Anpressdruck, Drehzahl oder andere persönliche Daten können übertragen werden. So vollzieht das Unternehmen genau nach, ob ein Mitarbeiter alle Arbeitsschritte korrekt ausgeführt hat. Die gesammelten Daten können zudem mit anderen Datenquellen verknüpft, mittels KI analysiert oder in einen digitalen Zwilling integriert werden.
Um die Skalierbarkeit der digitalen Werkerführung für zukünftige Anforderungen zu gewährleisten, brauchen Unternehmen einen zuverlässigen Partner. Dieser pflegt langfristig die Software, verbessert sie kontinuierlich und wartet die Hardware. Wartungsverträge für Soft- und Hardware stellen etwa sicher, dass der Hersteller die Projektionslösung entsprechend anpasst, wenn Schnittstellen aktualisiert werden. Bei einigen Systemen kann es beispielsweise erforderlich sein, auf eine neuere Windows-Version oder ein anderes CAD-Format umzusteigen. Der Partner garantiert in solchen Situationen, dass die digitale Werkerführung während der Softwarewartung weiterhin stabil funktioniert. Gleichzeitig muss die Abwärtskompatibilität gewährleistet sein, sodass die Lösung auch mit älteren Systemen zusammenarbeiten kann. Darüber hinaus muss die Hardware zuverlässig sein. Hilfreich ist auch ein flächendeckendes Partnernetz, das einen schnellen Service vor Ort ermöglicht.
Um ihre Wettbewerbsfähigkeit auch in Zukunft zu sichern, kommen die produzierenden Unternehmen um die digitale Werkerführung nicht mehr herum. Sie trägt dazu bei, die Effizienz und Qualität manueller Prozesse trotz steigender Herausforderungen zu optimieren. Besonders interessant ist die Kombination mit Bauteilerkennung und digitalem Werkzeugtracking, was eine umfassende Dokumentation und Qualitätssicherung erlaubt. In Zukunft wird man zudem durch KI-gestützte Analysen noch mehr Einblicke aus den gesammelten Daten gewinnen – etwa durch die Integration in digitale Zwillinge.
Peter Keitler, Managing Director, Extend3D – Part of Atlas Copco Group










