Microsoft Intelligent Manufacturing Award 2020: Die Gewinner

Automatisierte Baufortschrittsverfolgung und Problemmanagement mit 360°-Fotoerfassung

GOLDBECK, ein familiengeführtes Bau- und Immobilienunternehmen mit rund 7.800 Mitarbeitern, ist mit den Herausforderungen bei der Verfolgung des Baufortschritts und den Tücken des Baumanagements vertraut. Daher entwickelt das Bielefelder Unternehmen gemeinsam mit dem Technologiepartner HoloBuilder einen intelligenten Assistenten der innerhalb der cloudbasierten Baumanagement-Plattform von HoloBuilder automatisch Baustellenfotos analysiert und Baustellenberichte erstellt. Durch die Kombination von 360°-Fotoerfassung und KI-basierter Machine Vision ermöglicht die Lösung Bauleiterinnen und Bauleitern eine einfachere und genauere Verfolgung des Baufortschritts und eine Überprüfung der Bauarbeiten, sogar aus der Ferne. Gerade in Corona-Zeiten ein unschätzbarer Vorteil.

Die Plattform nutzt maschinelles Lernen, um Gebäudekomponenten zu erkennen, Konstruktionsmängel oder Fehler zu entdecken und den Baufortschritt zu überwachen. Die rechtzeitige Erkennung von Problemen hilft, die Prozessdurchlaufzeiten zu reduzieren, was sowohl Kosten als auch Investitionsausgaben senkt. In der Jurybegründung weist das Board insbesondere auf den Vorteil hin, dass die Plattform verhältnismäßig leicht an andere Arten von gewerblichen Gebäuden, wie z. B. Prozessanlagen oder Produktionsstätten, angepasst werden kann.

Optisches Rotorblatt für Windkraftanlagen

Die Nutzung der Windenergie spielt bei der Energiewende eine gewichtige Rolle. Allerdings ist die Produktion der Rotorblätter immens aufwändig und aufgrund der manuellen Fertigung – für jedes Turbinenblatt müssen etwa 1.400 Glasfaserplatten von Hand in eine Gussform gelegt werden – extrem arbeitsintensiv. Dieser Arbeitsschritt macht etwa 25 Prozent der Produktionskosten einer Windkraftanlage aus. Dieser Problematik begegnet Siemens Gamesa mit einer innovativen Plattformlösung.

Das 2017 gegründete Siemens Gamesa ist ein weltweit agierender Anbieter von Windenergieprodukten (On- und Offshore) und Servicelösungen. Kerngedanke der Einreichung: Den aufwändigen Prozess der Positionierung der Glasfaserplatten zu beschleunigen und Fehler zu vermeiden.

Mithilfe einer optischen Erkennungsplattform, die Kameras über den Gussformen mit einem Edge-Computing-System verbindet, erhalten die Produktionsmitarbeiter in Echtzeit Rückmeldungen zur Korrelation von Fehlern und zur Verbesserung der Prozesseffizienz. Gleichzeitig wird eine Aufzeichnung des Produktionsprozesses in der Cloud gespeichert, um den tatsächlichen Ist-Zustand der Klinge zu dokumentieren und zukünftige analytische Studien oder Ursachenanalysen zu unterstützen. Das Gesamtsystem ermöglicht es den Mitarbeitern, die Fasertafeln schneller und mit einem hohen Maß an Genauigkeit in die richtige Position zu bringen.

"Die Lösung bietet durch das verbesserte Produktdesign große Vorteile für OEMs und Windparkbetreiber und sorgt zudem für weniger Anlagenausfälle sowie eine Verbesserung der Energieproduktion", begründet die Jury ihre Entscheidung.

Zeitgewinn und Effizienzsteigerung dank KI-basierter Ersatzteilerkennung

Ein Stillstand der Bänder ist in der Serienfertigung von Automobilen das "Worst-Case-Szenario". Denn Ausfallzeiten können sehr schnell sehr hohe Kosten verursachen. Ein einstündiger Produktions-Stillstand etwa kann bis zu einer Million Euro kosten. Eine der Hauptursachen für einen Produktionsstop sind fehlende Ersatzteile - bzw. die Zeit, die für die Suche nach dem richtigen Teil aufgewendet werden muss. Im Durchschnitt dauert diese Suche zehn Minuten. Eine Reduzierung dieses Zeitraums hätte für Hersteller also immense finanzielle Auswirkungen.

Die Robert Bosch GmbH hat für dieses Problem nun eine KI-basierte Lösung vorgestellt: Die intelligente Ersatzteilerkennung von Bosch Cognitive Services kann dabei helfen, das richtige Ersatzteil mit einem Fingertipp auf das Display zu identifizieren. Das richtige Ersatzteil kann dann mithilfe einer Smartphone App fotografiert und innerhalb von nur zwei Minuten gefunden werden, eine Zeitersparnis von 80 Prozent.

Die Jury hat sich für die Auszeichnung dieses innovativen Use Cases in der Kategorie "Scale!" entschieden, „weil dieser Anwendungsfall zum einen ein immenses Wachstumspotenzial hat und sich zum anderen einfach an jede produzierende Industrie mit Bedarf an Ersatzteilhandling anpassen lässt.“

Automatisierte Prozessoptimierung (APO)

Ungeplante Wartungsarbeiten sind in der gesamten verarbeitenden Industrie ein nicht zu unterschätzendes Problem - und ein gewaltiger Kostenfaktor. Ungleich gravierender sind solche Produktionsunterbrechungen in der Stahlindustrie, wo die Anlagen mit einer Temperatur von 1600 Grad betrieben werden. Umso wichtiger ist es die Prozesse und die Wartungszyklen exakt prognostizieren und steuern zu können. RHI Magnesita (13.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter weltweit) hat mit einer cloudbasierten Plattform APO einen digitalen Lösungsansatz entwickelt.

RHI Magnesita ist Weltmarktführer bei hochwertigen Feuerfestprodukten, -systemen und -serviceleistungen. Der Konzern notiert an der Londoner Börse und ist Bestandteil des FTSE 250 Index. Mit dem Software-Tool APO können die Anlagenlogistik und Wartungspläne durch genauere Lebenszyklus-Vorhersagen und eine tiefgreifende Analyse der Einflüsse auf die Kessel optimieren.

Die Plattform integriert Daten aus der Lasermessung, dem Herstellungsprozess und dem Zustand der feuerfesten Materialien. Das Lasermesssystem erfasst die Dicke der feuerfesten Auskleidung der Kessel. Ein digitales Modell berechnet den realen Verschleiß. Damit werden Wartungszyklen steuerbar und leichter und genauer zu prognostizieren. Dabei werden alle wichtigen Prozessparameter erfasst: vom Rohmaterial über den Pressdruck für jeden Stein bis hin zum Temperaturprofil des Ofens.

Die Jury verweist in ihrer Begründung besonders auf die enormen Einsparpotenziale und dem Plus an Effizienz in einem erwiesenermaßen komplizierten Produktionsumfeld.

CELOS NEXT – cloudbasierte Plattform für die Industrie

DMG MORI hat den gesamten Fertigungsprozess auf den Prüfstand gestellt. Das Ergebnis: eine offene Schnittstelle zwischen realer und digitaler Fertigungswelt. Durch die uneingeschränkte Konnektivität von CELOS NEXT verfügt DMG MORI zukünftig über eine offene Fertigungsplattform für die Industrie. Damit einher geht die Möglichkeit, ganzheitlich und umfassend auch ältere Maschinen und Systeme zu integrieren.

Die hybride Edge/Cloud-Plattform digitalisiert und integriert die gesamte Prozesskette: basierend auf dem 2013 eingeführten und 20.000-fach installierten APP-basierten Steuerungs- und Bediensystem CELOS seiner Hightech-Maschinen. Mit CELOS NEXT sind Anwender in der Lage, ein Bottom-up-Fertigungssystem als digitales Abbild zu erstellen. Dadurch wird Qualität optimiert und die Kosteneffizienz gesteigert. Die digitale Lösung schafft Synergien entlang der gesamten Prozesskette, indem sie alle DMG MORI-Maschinen und Fremdprodukte miteinander verbindet.

Herstellerspezifische Lösungsansätze aus dem Umfeld des Maschinenbaus gibt es bereits. CELOS NEXT geht jedoch aufgrund seines ganzheitlichen, herstellerunabhängigen Ansatzes weit über den Standard hinaus und schafft so einen einzigartigen Mehrwert. Und das mit offenen Schnittstellen und durchgängiger Konnektivität für alle Branchen und Märkte.

"Hybrid Azure Cloud Services at the Industrial Edge"

Industrie 4.0, die intelligente Fabrik, das Industrial Internet of Things (IIoT) – diese Zutaten bestimmen die Zukunft der industriellen Fertigung. Um das Potenzial dieser Kombination allerdings komplett ausschöpfen zu können, ist ein stabiles Kommunikationssystem nötig: der neue 5G Standard.

Die von blackned entwickelte GuardStack Platform bietet eine übergreifende, selbst-organisierende und dynamische Integrations- und Serviceplattform für diese Kommunikationssysteme. Mithilfe dieser Plattform kann eine Vielzahl von unabhängigen zellularen Netzwerken zu einem gemeinsamen Netzwerkverbund zusammengeführt werden. Blackout Prevention, Echtzeit-Datenanalyse, Geolokalisierungsdienste und andere Anwendungen sind nur einige Beispiele, die Industriekunden dabei unterstützen, ihre Prozesse effizienter und sicherer abzuwickeln.

Die Jury hat entschieden, den Use Case "Hybrid Azure Cloud Services at the Industrial Edge" mit dem Educate! Award auszuzeichnen, weil dieser Anwendungsfall "eine Blaupause für die 5G-Industrieinfrastruktur darstellt", die die neuesten Technologietrends und Entwicklungen in der unternehmenskritischen Kommunikation nutzt und sich zudem leicht auf andere Fabriken und Branchen übertragen lässt. "5G wird die Einführung intelligenter Fertigungskonzepte beschleunigen und dazu beitragen, durchgängige, spezifische Lösungen über die gesamte Wertschöpfungskette zu realisieren."