Um reale Bedingungen nachzustellen, wurde eine Buckelpiste in den Demonstrator eingebaut. Der Sensor erkennt das Ereignis und meldet es an das System. Foto: BIPA/Sabine Nollmann
Das nach drei Jahren abgeschlossene Verbundprojekt SaSCh (Digitale Services zur Gestaltung agiler Supply Chains) des Bremer Instituts für Produktion und Logistik (BIBA) an der Universität Bremen wartet mit einem cyber-physischen System auf, das mobile Sensoren und Gateways, 3D-Bildverarbeitung, Cloud-Plattformen sowie digitale Services integriert.
Es ermöglicht die durchgängige digitale Erfassung qualitäts- und zustandsrelevanter Daten in der Lieferkette. Die Projektergebnisse wurden am Beispiel von Zulieferteilen für die Automobilindustrie erfolgreich geprüft und sind laut den Forschern auch auf andere Branchen übertragbar. Als Entwicklungs- und Anwendungspartner fungierte unter anderem Bosch.
„Die Überwachung der Qualität von Bauteilen, Komponenten und Produkten entlang der ganzen Lieferkette erfolgt durch mobile Sensoren und stationäre Kameras. Sie erfassen und digitalisieren qualitätsrelevante Umwelteinflüsse“, erklärt BIBA-Wissenschaftler und -Projektleiter Michael Teucke. Anschließend werden die Daten in einer Cloud gespeichert.
Für das Projekt war es notwendig, eine lernende Bildverarbeitungslösung zur Teilezählung und –klassifikation zu entwickeln. Diese soll den mobilen Sensor am Ladungsträger ergänzen, der die Position und Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Erschütterung, Licht oder Luftfeuchtigkeit erfasst.
Dank zusätzlicher stationärer Tiefensensoren an relevanten Punkten entlang der Lieferkette bedarf es laut den Forschern zur Teileerkennung keine externen Markierungen wie Schriftaufdruck, Barcode oder RFID. Die Bildverarbeitung kombiniert Sensordaten mit sogenannten „gefalteten Künstlichen Neuronalen Netzen“ (KNN), einer Form des maschinellen Lernens, die auch als „Deep Learning“ bezeichnet wird. Durch diese KI-Lösung lernt das System stetig dazu.
„Alle Akteure im Netzwerk können auf standardisierte Funktionen und Prozesse zurückgreifen und erhalten für sie relevante Statusmeldungen noch vor der Ankunft der Ware“, verdeutlicht BIBA-Leiter Michael Freitag.
Das Projekt hatte einen Gesamtumfang von 4,5 Millionen Euro, wurde vom Wirtschaftsministerium gefördert und vom DLR Projektträger im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt betreut. Nach der Grundlagenforschung und der Erstellung eines Prototyps arbeiten die Partner nun an einer Lösung für den Markt.
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