Quelle: Fraunhofer IPA/Foto: Rainer Bez
Montageplanung neu gedacht
Kostenintensiv, zeitaufwendig und fehleranfällig – das sind Hindernisse in der bisherigen Montageplanung. Das 2022 am Fraunhofer IPA ausgegründete Unternehmen Assemblio GmbH begegnet diesen Herausforderungen mit einer KI-basierten intelligenten und automatisierten Montageplanung.
Angesichts des steigenden Kosten- und Zeitdrucks sowie des Fachkräftemangels müssen in der Montage Stellschrauben für Optimierungen gefunden werden. Denn die konventionelle Montageplanung beansprucht bis zu 50 Prozent der Personalkosten und etwa 20 Prozent der Gesamtherstellungskosten eines Produkts.
Dies resultiert einerseits aus dem zeitaufwendigen Planungsprozess, der viele Schleifen erfordert. Andererseits ist eine umfassende automatisierte Planung aus technischen und wirtschaftlichen Gründen oft nicht praktikabel. Stattdessen basiert die bisherige Vorgehensweise stark auf dem Erfahrungswissen der Planer. Dabei gehen sie oft nach dem Prinzip »assembly by disassembly«, also »Montage durch Demontage«, vor. Eine bestehende Baugruppe wird schrittweise auseinandergenommen, um die einzelnen Schritte zu erfassen. Im anschließenden redaktionellen Prozess werden – fernab vom Konstrukteur der Baugruppe – Montageanleitungen erstellt. Alles in allem ein aufwendiger und fehleranfälliger Prozess.
Ausgründung am Fraunhofer IPA
An diesem Punkt setzt die Ausgründung Assemblio an. Sie hat es sich zum Ziel gemacht, die ineffizienten Aspekte der Montageplanung zu optimieren. Das Gründerteam um Alexander Neb wurde von der Ideenphase bis zur Ausgründung im Jahr 2022 von Fraunhofer Venture unterstützt und nahm am Technologietransferprogramm AHEAD teil. Eine intensive und spannende Zeit für Neb, in der er nicht nur Assemblio ausgründete, sondern auch erfolgreich seine Dissertation verteidigte und Vater wurde: »Das Leben ist schön und solange wir Spaß an der Arbeit, Forschung und Familie haben, sind uns keine Grenzen gesetzt«, beschreibt Neb seine Motivation.
Intelligente Montage dank KI
Mit der Software »Assembly Suite« möchten er und sein Team die Montage mithilfe von Künstlicher Intelligenz (KI) verbessern und die manuelle Montageplanung optimieren. Das Tool besteht aus zwei Komponenten. Zunächst werden sogenannte »STEP-Dateien« mithilfe von KI analysiert und ausgewertet. Diese Dateien können von jedem CAD-System generiert werden und stellen der 3D-Analyse-KI alle erforderlichen Informationen zur Verfügung, um strukturierte Montageinformationen präzise abzuleiten. Dies senkt den Aufwand in der Montageplanung auf ein Minimum und hilft, Fehler bereits im Vorfeld zu vermeiden.
Die zweite Komponente ist der »Assembly Composer«. Hierbei werden Montageinformationen aus der 3D-Analyse-KI extrahiert und in ein grafisches Tool für die Montageplanung übertragen. Fachkräfte können diese visualisierten Montageinformationen nutzen, um die Montage dreidimensional und intuitiv zu planen. Dies ersetzt einen bisher manuellen und oft unstrukturierten Prozess. »Nutzerstudien zeigen, dass unsere intuitive grafische Bedienung eine Zeitersparnis von 92 Prozent bei der Erstellung von Montageanleitungen ermöglicht«, betont Neb.
»Start-ups neigen zu Overengineering«, erklärt er weiter. Produkte werden dabei mit mehr Funktionen oder ausschweifenden Umfängen erstellt, als es die Kunden benötigen. Daher war es bei der Entwicklung der Softwarekomponenten für sein Team von entscheidender Bedeutung, dass Partner die Entwicklung im Alltag validieren. »Nur durch diese Tests konnten wir in dieser kurzen Zeit ein taugliches Produkt entwickeln«.
Personalisierung statt Massenproduktion
Aufgrund der anhaltenden Entwicklung zu einem konsumentenorientierten Markt (»Mass Personalization«) muss die Montageplanung zunehmend flexibler werden. Die Montageplanung der Zukunft muss daher mit häufigen Änderungen, zahlreichen Varianten und unterschiedlichsten Produkten auskommen.
Nur auf diese Weise kann das Montageplanungssystem flexibel an die spezifischen Anforderungen der Kunden angepasst werden. »Wir bei Assemblio vertreten die Ansicht, dass eine effiziente Montageplanung von entscheidender Bedeutung für den zukünftigen Erfolg entsprechender Unternehmen ist. Deshalb stehen auch genau diese Bedürfnisse im Mittelpunkt unserer Entwicklung«, betont Neb.
Planung von morgen
Das Start-up steht mit seinen Ideen erst am Anfang. Im nächsten Schritt gilt es, Themen wie die Planung und Austaktungshilfe der Montagestationen in Angriff zu nehmen. Zahlreiche Anfragen von Unternehmensseite bestätigen dabei, dass Assemblio auf dem richtigen Weg ist und den Marktbedarf trifft. Den zukünftigen Gründungsteams am Fraunhofer IPA gibt Neb mit auf den Weg: »Dank des Fraunhofer Venture und des AHEAD-Programms konnten wir die richtigen Schritte in Richtung unserer Vision machen. Ergreift die Chancen, die sich euch bieten, und behaltet immer eure Vision und den Spaß bei der Arbeit im Blick.«
Ihr Ansprechpartner
Lorenz Halt
Leiter Forschungsteam Automatisierungsplanung
Telefon +49 711 970-1031