Fraunhofer-Institut für Offene Kommunikationssysteme
Fraunhofer-Institut für Offene Kommunikationssysteme

KYKLOS 4.0

Factory Chief Engineer Wearing VR Headset Designs Engine Turbine on the Holographic Projection Table. Futuristic Design of Virtual Mixed Reality Application.
© istock / Gorodenkoff Productions OU

Im KYKLOS 4.0 Projekt entsteht ein Produktionsökosystem, das CPS (Circular Production System)- und KI (Künstliche Intelligenz)-basierte Technologien nutzt, um Produktionsprozesse im Kontext von Industrie 4.0 effizienter und nachhaltiger zu gestalten. Hierfür werden neuartige Produktionsmechanismen und -algorithmen entwickelt und erweitert. Auf diese Weise können Produkte personalisiert, effizient und ressourcenschonend erstellt und die Lebenszyklen von Produktionsmaschinen verlängert werden. Für die Herstellung dieser Produkte werden energieeffiziente Produktionsprozesse genutzt. Dies trägt dazu bei, Treibhausgase und Emissionen zu reduzieren.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler von Fraunhofer FOKUS entwickeln im Projekt ein Deep Learning (DL) Toolkit, das durch Analyse von Maschinendaten und entsprechenden KI-Algorithmen bei der Optimierung von Prozessen in der Industrie 4.0 eingesetzt werden kann. Dem Schritt geht eine Evaluierung von bereits existierenden Ansätzen voraus.

Das DL-Toolkit bietet:

  • Mehrwertdienste für Herstellungsprozesse, z. B. Unterstützung bei Design, Anpassung und Optimierung der zu entwickelnden Produkte
  • mit Hilfe von KI und der aus Maschinen gesammelten Daten entstehen Empfehlungen zur Anpassung und Optimierung der Produktionsprozesse
  • Vorausschauende Wartungsempfehlungen (Predictive Maintenance) und eine additive Fertigung. Hierfür werden von Fraunhofer FOKUS auf KI basierende Algorithmen entwickelt, die dynamisch auf Veränderungen in den bereitgestellten Informationen reagieren und dadurch entsprechende Auswertungsmechanismen in Gang setzen können, um bei bestimmten Industrie 4.0 Prozessen bessere Ergebnisse zu erzielen.

Im KYKLOS 4.0 Projekt arbeiten 29 Partner aus 14 Ländern zusammen. Das Projekt wird im Rahmen des EU-Forschungs- und Innovationsprogramms Horizon 2020 unter der Fördernummer 872570 gefördert.

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Augmented Reality (AR) – also die Ergänzung von Bildern oder Videos mit Zusatzinformationen oder virtuellen Objekten – wird bereits in vielen Anwendungsbereichen eingesetzt. Über das Smartphone können so z. B. Zusatzinformationen zu Sehenswürdigkeiten eingeblendet oder Live-Übertragungen von Sportveranstaltungen mit Informationen, wie z. B. der Entfernung von Freistößen zum Tor, angereichert werden.

Auch in der Industrie 4.0 wird die Technologie zunehmend eingesetzt, um Produktionsprozesse effizienter und nachhaltiger zu gestalten. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler von Fraunhofer FOKUS haben daher im KYKLOS 4.0 Projekt eine Augmented Reality Visualisierung entwickelt, mit der Zusatzinformationen bei der Visualisierung eines Wartungsprozesses eingeblendet werden können. Der Demonstrator besteht aus einem Rotor, an dem KI-unterstütztes Predictive Maintenance gezeigt wird. Per AR werden hier – scheinbar räumlich mit dem Rotor verbunden – die aktuellen Eigenschaften wie Rotationsgeschwindigkeit, Temperatur und Stromstärke angezeigt. Eingeblendete Bilder und Videos zeigen weitere Informationen und Visualisierungen des Prozesses an. Pfeile zeigen an bestimmte Stellen des Aufbaus und erklären hier die Sensor-Bauteile und -Funktionsweisen. Mit Buttons, die scheinbar auf dem Tisch befestigt sind, wird die Visualisierung per Finger-Tipp bedient. Virtuelle Objekte, wie z. B. Warnschilder, erheben sich aus der Tischplatte, je nach aktuellem Zustand des Systems.