Entwicklung eines mobilen Werkerführungssystems im Umfeld variantenreicher Montageprozesse

Abstract

Im Zuge dieser Arbeit werden die Anforderungen an moderne Werkerführungssysteme im Umfeld variantenreicher Montageprozesse identifiziert und analysiert und ein eigenes mobiles Montageassistenzsystem konzeptioniert und entwickelt. Der State-of-the-Art-Teil der Arbeit beschreibt zukünftige Entwicklungen und Trends, unter anderem geänderte Kundenerwartungen und die variantenreiche Fertigung bis zur "Losgröße 1" und zeigt auf, aus welchen Gründen Assistenzsysteme in Zukunft vermehrt eingesetzt werden, welche Anforderungen für diese systemrelevant sind und wie deren technologischer Reifegrad gegenwärtig ausgeprägt ist. Dabei werden bereits existierende, meist starr installierte Führungs- und Assistenzsysteme im Produktionsbereich bewertet und verglichen. Es wird vor allem auf eine intuitive Bedienung (Mensch-Maschine-Schnittstelle) und die Möglichkeit des Einsatzes einer Sprach- oder Gestensteuerung eingegangen. Der praktische Teil beinhaltet die Konzeptionierung und Entwicklung eines pilothaften Montageassistenzsystems. Zunächst wird ein Überblick über die Systemarchitektur und die einzelnen Komponenten gegeben. Die drei Hauptsysteme "Benutzeroberfläche", "Server" und "Arbeitsvorbereitung" werden weiterführend beschrieben. Zur Evaluierung und Modifikation des entwickelten Softwaresystems wird es in den Usecase "LKW-Montage" in die Lernmontage der Fraunhofer Austria Research GmbH integriert. Hier wird ferner die Erstellung von Arbeitsanweisungen im bereits bestehenden Softwarepaket Cortona3D / Rapidauthor erläutert, sowie der Import der generierten Daten in das Datensystem des Führungssystems. Am Ende erfolgen eine kritische Evaluierung und Analyse des entwickelten Softwaresystems sowie ein Ausblick auf zukünftige Entwicklungen und mögliche weitere Funktionen.

This thesis analyses the demands of modern worker assistance systems in the environment of variant-rich assembly processes to design and develop an own mobile version of an assembly assistance system. The state-of-the-art part of the thesis deals with future developments and trends, including changing customer expectations, the variant production with "batch size 1" and identifies the reasons for which assistance systems are increasingly used in the future. Furthermore the requirements and the current level of maturity of available systems will be identified. Attention is paid mainly to intuitive operation (Human-Machine-Interaction) and the possibility of using a voice or gesture control. The practical part includes the conceptual design and development of a software prototype of the assistance system. First, an overview of the software architecture and the individual components is given. The three main systems "Graphical User Interface", "Server" and "Work Preparation" are explained in detail. For evaluation and modification of the developed software system, it will be integrated into the usecase "LKW Montage" which is operated at the Fraunhofer Austria "Lernmontage". A short step-by-step introduction describes the creation of the used data and video files, as well as the import from Cortona3D / Rapidauthor into the database of the developed worker assistance system. Finally a critical analysis and evaluation of the developed software system is accomplished and an outlook on future developments and possible other functions is given.