Fraunhofer IPA

Roboter im Einsatz:
Die Software NeuroCAD ermittelt, wie sehr sich eine Montageaufgabe für die Automatisierung eignet. Quelle: Fraunhofer IPA/Foto: Rainer Bez

Montageautomatisierung: Frag doch mal NeuroCAD

Generell eignen sich Roboter für körperlich belastende oder repetitive Aufgaben, während der Mensch Anspruchsvolleres ausführt. Wie gut sich allerdings eine Montageaufgabe automatisieren lässt, ist oft eine knifflige Frage. Mit dem Online-Tool NeuroCAD ist das jetzt per Mausklick überprüfbar.

Die webbasierte Software NeuroCAD ermittelt mit maschinellen Lernverfahren, wie sehr sich eine Montageaufgabe für eine Automatisierung eignet. Bislang überprüfte ein Experte vor Ort in der Produktion alle Schritte eines Montageprozesses und bewertete diese hinsichtlich ihrer Automatisierbarkeit. Mit NeuroCAD kann ein Anwender seine STEP-Dateien hochladen und erhält innerhalb weniger Sekunden ein Ergebnis. NeuroCAD berücksichtigt für diese Einschätzung verschiedene, für die Montage wichtige Faktoren wie beispielsweise die Vereinzelbarkeit von Bauteilen.

NeuroCAD lernt nie aus
NeuroCAD nutzt für diese Automatisierungsbewertung ein neuronales Netz. Neuronale Netze sind die Grundlage des sogenannten »Deep Learning«, also des aktuell am meisten genutzten Verfahrens im maschinellen Lernen. Hierbei ermitteln komplexe Algorithmen und mathematische Strukturen Werte aus großen Datenmengen. Die Bedingung für zuverlässige Ergebnisse ist ausreichendes Training des Netzes. NeuroCAD hat deshalb bereits anhand von rund 50 000 STEP-Dateien und der Einschätzungen von Experten gelernt, was einen Montageprozess automatisierungsfreundlich macht. Nun liefert die Software auch Ergebnisse für neue STEP-Dateien.

»Im Grunde ist NeuroCAD wie ein kleines Kind, das anhand eines Frage- und Antwortspiels versucht, ein Problem zu verstehen. Nur ist die Software nicht so effizient wie der Mensch. Die ersten 100 000 Spiele tippt sie daneben oder nur zufällig richtig, bis sie nach und nach die Regeln erkennt«, erklärt Raoul Schönhof, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer IPA und Entwickler von NeuroCAD. Aktuell liegt die Software als Testversion vor, sodass erste zuverlässige Ergebnisse erzielt werden. Allerdings lernt NeuroCAD auch weiterhin: Wer also STEP-Dateien eines Bauteils und seine Einschätzung zur Vereinzelbarkeit hochladen möchte, kann dies hier [Link: http://neurocad.de/de/teilnehmen] tun.

Für Produktdesigner und Anbieter von Vereinzelungsvorrichtungen
Die einsatzbereite Technologie richtet sich an Produktdesigner und produzierende Unternehmen, aber auch an Anbieter von Vereinzelungsvorrichtungen. Produktdesigner erhalten mit NeuroCAD bereits in der Planungsphase Informationen, inwieweit sie automatisierungsgerecht konstruieren. Anbieter von Vereinzelungsvorrichtungen können NeuroCAD einerseits als internes Instrument nutzen, um Angebote zu erstellen, und andererseits auch extern als Vertriebsinstrument, analog zum Blechdesign. Kunden können dann ihre STEP-Datei hochladen, die Anzahl der zu fertigenden Teile nennen und sie bekommen den Liefertermin und den Preis online angezeigt.

Das kann NeuroCAD bereits
Auf einer Skala von eins bis zehn wertet das Tool aus, wie einfach oder schwer ein Bauteil von einem Roboter zu vereinzeln ist. Zusätzlich bewertet das Tool die Greifflächen und die mögliche Ausrichtbarkeit eines Bauteils. Neben der Bewertung nennt das neuronale Netz auch die Wahrscheinlichkeit, dass es mit seiner Einschätzung richtig liegt. Demnächst soll das Netz noch weitere Informationen ausgeben können, wie beispielsweise die Positionierbarkeit von Teilen. NeuroCAD ist flexibel und kann mit genügend Training auch weitere Fragestellungen untersuchen.