Eine Endmontagelinie mit künstlicher Intelligenz ist realisierbar. Manuelle Ausgleichsverfahren und dadurch bedingte Verzögerungen sind Vergangenheit. Mittels künstlicher Intelligenz lässt sich jede Baugruppe sofort montieren, denn eine geschickte Vorauswahl der Bauteile reduziert zu große Toleranzen an den Anschlussbereichen. Selbst eine Hochratenfertigung ist durch das Prinzip „Plug and Fly“ möglich. Unsere Vision ist die vollständige Einführung dieses Expertensystems in die Serienproduktion.
Selbstständige Montageentscheidung
In einem Expertensystem wählt die künstliche Intelligenz selbstständig montierbare Einzelteile aus. Die Anschlussmaße und deren Toleranzen entscheiden über die Montierbarkeit der Bauteile. Das neuronale Netz wertet die erfassten Kenngrößen aus, greift dabei auf seine „Erfahrungen“ zurück und signalisiert einen positiven oder negativen Montagevorgang. Erfahrungswerte erreicht das neuronale Netz durch sogenannte überwachte Trainingszyklen (Supervised Learning). Häufig sind dafür sehr viele unabhängige Montage-Szenarien bzw. Datenpunkte notwendig. Die größte Herausforderung ist die begrenzte Verfügbarkeit dieser Trainingsdaten für Montagevorgänge in der Endmontagelinie.
Computerunterstützt bei kleinen Losgrößen
Ein zweistufiges Verfahren löst dabei die Problemstellung im Umgang mit kleinen Losgrößen. Der erste Schritt des Verfahrens besteht aus dem Training mehrerer neuronaler Netze. Sie repräsentieren verschiedene vorausgewählte Ansatzfunktionen. Deren Training für eine bestmögliche Regression der Datenpunkte führt zu den ersten „Erfahrungen“. Jedoch ist dabei der Einfluss der Vorauswahl von Ansatzfunktionen auf das Regressionsergebnis zu groß. Deshalb ist es dem Algorithmus im zweiten Schritt freigestellt, eine eigene Ansatzfunktion basierend auf seinen „Erfahrungen” aus dem ersten Schritt zu erzeugen und das Training mit dieser erneut durchzuführen. Der Algorithmus lernt aus seinen Trainingserfahrungen und ermittelt selbstständig eine Regressionsfunktion, die auch bei kleinen Losgrößen über eine ausreichende Vorhersagegüte verfügt. Die künstliche Intelligenz durchläuft diesen computerunterstützten Prozess nach jeder Montage, sodass der Erfahrungsschatz mit jedem positiven oder auch negativen Montagevorgang wächst. Das verbessert die Vorhersagegüte des Expertensystems mit jedem durchgeführten Montagevorgang.
Das lernende Expertensystem begleitet die Endmontagelinie in der Serienproduktion. Die gewonnenen Erkenntnisse sind sowohl für neue flexible Montagekonzepte in der Fabrik der Zukunft als auch für eine neue Konstruktionsphilosophie für den Konstrukteur der Zukunft einsetzbar.
