Erweiterte Intelligenz für effiziente kognitive Rekonfiguration

Überblick

XIRCON ist eine fortschrittliche Forschungsinitiative, geleitet vom KIT und der Arts et Métiers ParisTech, mit dem Ziel, die Flexibilität moderner Fertigungssysteme zu verbessern. Durch die Integration von Digitalen Zwillingen (DTs), eXtended Reality (XR) und Künstlicher Intelligenz (KI) zielt XIRCON darauf ab, die Rekonfigurationszeit um bis zu 58 % zu reduzieren, während gleichzeitig effiziente und fehlerfreie Produktionsprozesse sichergestellt werden. Unser Ziel ist es, ein menschzentriertes kognitives Unterstützungssystem zu schaffen, das die Systemrekonfiguration beschleunigt und gleichzeitig Ausfallzeiten minimiert.

Warum XIRCON?

Produktionsumgebungen werden zunehmend dynamischer, bedingt durch kürzere Produktlebenszyklen und volatile Kundenanforderungen. Traditionelle Rekonfigurationsmethoden sind zeitaufwändig, fehleranfällig und erfordern hoch spezialisiertes Personal. XIRCON begegnet dieser Herausforderung, indem es intelligente, digitalisierte Werkzeuge bereitstellt, die Rekonfigurationsprozesse rationalisieren und optimieren. Dadurch werden Produktionssysteme flexibler und widerstandsfähiger.

Schlüsseltechnologien

• Digitale Zwillinge (DTs): XIRCON nutzt Digitale Zwillinge zur Echtzeitemulation und -simulation von Produktionssystemen, sodass Ingenieure und Bediener Rekonfigurationsszenarien visualisieren können, bevor diese umgesetzt werden. Dies führt zu schnelleren Entscheidungen und präziseren Rekonfigurationen.

• eXtended Reality (XR): XR-Technologien schaffen immersive Umgebungen, die komplexe digitale Daten intuitiver und zugänglicher machen. Bediener können mithilfe von VR und AR mit digitalen Zwillingen interagieren, was die Schulung und betriebliche Effizienz verbessert.

• Künstliche Intelligenz (KI): KI verbessert den Rekonfigurationsprozess, indem sie Systemdaten analysiert, um die Leistung zu optimieren, Fehler vorherzusagen und reibungslose Übergänge während der Systemrekonfiguration zu gewährleisten.

Schlüsselfunktionen des XIRCON-Systems

• Echtzeitvisualisierung: Digitale Zwillinge ermöglichen die Echtzeitvisualisierung von Fertigungssystemen und unterstützen eine schnellere Analyse und Entscheidungsfindung.

• Menschzentriertes Design: XR-Technologien bieten den Bedienern eine intuitive Schnittstelle zur Interaktion mit dem System und verbessern die Benutzerfreundlichkeit insgesamt.

• KI-gesteuerte Optimierung: KI-Optimierungen können auf Basis der von den XR- und Digitalen-Zwilling-Komponenten bereitgestellten Daten implementiert werden, um die Rekonfigurationsprozesse zu optimieren.

Anwendungsfall

XIRCON wird an einem hochmodernen Produktionssystem namens Wertstromkinematik im wbk-Institut für Produktionstechnik am KIT validiert. Die Anpassungsfähigkeit dieses Systems macht es ideal für die Erprobung des im Rahmen von XIRCON entwickelten kognitiven Unterstützungssystems, wodurch die reale Anwendbarkeit und Relevanz sichergestellt wird.

Auswirkungen

XIRCON hat das Potenzial, Fertigungssysteme zu revolutionieren, indem es die Rekonfigurationszeiten von mehreren Wochen auf weniger als einen Tag verkürzt. Dies verbessert die betriebliche Effizienz und die Anpassungsfähigkeit der Systeme erheblich. Unser System ist darauf ausgelegt, menschliche Fehler zu minimieren, die Flexibilität zu erhöhen und eine Vielzahl von Produktionsumgebungen zu unterstützen.

Internationale Aktivitäten

XIRCON engagiert sich aktiv in der internationalen Zusammenarbeit durch eine Vielzahl von Partnerschaften, Laboraustauschen und die Teilnahme an globalen Konferenzen. Die Forschung des Projekts in den Bereichen Digitale Zwillinge (DTs), eXtended Reality (XR) und Künstliche Intelligenz (KI) wurde auf internationalen Konferenzen und Industriemessen wie der CIRP CMS-Konferenz, der IEEE CECON, der EMO Hannover und der VivaTech Paris vorgestellt.

Zusätzlich organisieren wir zwei internationale Symposien, die Forscher und Industrieexperten zusammenbringen, um zu erforschen, wie DTs, XR und KI die rekonfigurierbaren Produktionssysteme revolutionieren können. Diese Symposien fördern den Wissensaustausch und die Zusammenarbeit bei zukünftigen Innovationen in der Fertigung.

Link zum aktuellen Symposium: Zweites XIRCON Symposium

XIRCON pflegt starke regionale und internationale Beziehungen durch Laboraustausche und -besuche. Während der Interregional XR Days besuchten Mitglieder des Projekts Labore in der Region und beschäftigten sich mit den neuesten Entwicklungen der XR-Forschung. Darüber hinaus hat das Team an Laborbesuchen und Doktorandenschulen in Frankreich und Spanien teilgenommen, um die Zusammenarbeit weiter zu stärken. Zusätzlich hat XIRCON einen Gastforscher von der Universidad de Burgos in Spanien am KIT empfangen, um den akademischen Austausch und die Forschung zu vertiefen.

Durch die Teilnahme an diesen internationalen Kooperationen und globalen Veranstaltungen treibt XIRCON weiterhin Innovationen in rekonfigurierbaren Fertigungssystemen voran und nutzt globales Fachwissen, um komplexe Herausforderungen in der Produktionstechnologie zu bewältigen.

Projektpartner

• Karlsruhe Institute of Technology (KIT) - Institute for Information Management in Engineering (IMI)
• École nationale supérieure d'Arts et Métiers (ENSAM) - laboratoire d'Ingénierie des Systèmes Physiques et Numériques (LISPEN)
• Karlsruhe Institute of Technology (KIT) - Institut für Produktionstechnik (wbk)