Im Forschungsprojekt XRAP entwickeln die Simplifier AG und die XRify GmbH zusammen mit dem Kunststoff-Zentrum SKZ einen digitalen Assistenten für Rüstprozesse. Mit der Kombination von Künstlicher Intelligenz (KI) und Extended-Reality (XR) werden Mitarbeitende in Echtzeit bei Rüstprozessen unterstützt. In Anbetracht des erheblichen Zeitaufwands von Rüstprozessen und der vielen Fehlerquellen, können durch die XR-gestützte Optimierung erhebliche wirtschaftliche Vorteile entstehen.

Digitalisierung macht aus Wissen Effizienz
Innovation entsteht, wenn theoretische Erkenntnisse in praktische Anwendungen umgesetzt werden. Im Forschungsprojekt XRAP wird ein digitaler Assistent entwickelt, der durch die Kombination von XR und KI industrielle Rüstprozesse revolutioniert. Hierzu ist die folgende Funktionalität geplant: Ein Mitarbeiter hält ein Tablet in der Hand. Das Tablet zeigt farblich hervorgehoben an, welche Bauteile für den folgenden Schritt im Rüstprozess benötigt werden. Anschließend wird die XR-Brille aufgesetzt und es folgt eine detaillierte virtuelle Anzeige direkt im Sichtfeld des Mitarbeitenden, an welcher Stelle ein Teil eingebaut werden muss. Zudem können weitere Informationen zum aktuellen Arbeitsschritt und Bauteil z.B. aus einer Betriebsanweisung ergänzend eingespielt werden. Am Ende erhalten Mitarbeitende ein Feedback, ob die Teile korrekt eingebaut sind oder ggf. Nacharbeiten nötig sind. Schritt für Schritt führt der digitale Assistent so durch den gesamten Rüstvorgang und ermöglicht es, Fehler frühzeitig zu erkennen und zu beheben. Mit dem Projekt XRAP soll dieses Zukunftsszenario einen Schritt näherkommen und damit den aktuellen Status-Quo bei Rüstprozessen revolutionieren.

XRAP: Der digitale Assistent für fehlerfreies Rüsten
Im Januar 2025 startete das Verbundprojekt „XR-Assistent für Rüstvorgänge in der Produktion“ (XRAP) im Rahmen der Fördermaßnahme „Zukunft der Wertschöpfung – Forschung zu Produktion, Dienstleistung und Arbeit“ des Programms „Zukunft der Wertschöpfung“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF). Das Projekt ist auf zweieinhalb Jahre angelegt und hat das Ziel, einen digitalen, XR-basierten Assistenten zu entwickeln, der beim Rüsten von Maschinen unterstützen soll. Einer der Anwendungsfälle für dieses Projekt sind Rüstprozesse beim Compoundieren oder Extrudieren von Kunststoffen. Als technologische Grundlage für die Entwicklung der Applikation dient die Low-Code-Plattform der Simplifier AG. Die XRify GmbH bringt ihre Expertise in XR – insbesondere hinsichtlich der Interaktion mit dem Nutzer mit ein. Das SKZ übernimmt hierbei die Prozessanalyse, Anforderungsdefinition und Entwicklung der KI federführend. Durch die Kombination von XR-Technologie und KI soll, der im Rahmen des Forschungsprojektes entwickelte, digitale Assistent in der Lage sein, den Rüstprozess zu überwachen und in Echtzeit Unterstützung zu bieten. So werden Fehler verhindert und Zeit gewonnen.

In der Digitalisierung ist das Verständnis der Prozesse ein Schlüsselfaktor
Das Verständnis von Rüstprozessen ist entscheidend für den Projekterfolg. Die Digitalisierung dieser Prozesse erfordert ein tiefgehendes fachliches Verständnis der Abläufe sowie präzise definierte Anforderungen für die Entwicklung des digitalen Assistenten. Mit seiner engen Verbindung zur Kunststoffindustrie hat das SKZ umfassendes Wissen über Rüstprozesse und versteht die spezifischen Herausforderungen, mit denen die Mitarbeitenden hierbei konfrontiert werden. Dieses Prozesswissen ermöglicht zum einen die zielgerichtete Entwicklung der KI-gestützten Objekterkennung des Assistenten. Zum anderen ist sie entscheidend, um das XR-System, auf die Bedürfnisse der Mitarbeitenden abzustimmen. Hierfür bringt XRify ihre Erfahrung aus der Anwendung von XR-gestützten Prozessen in der Industrie mit ein. Nur wenn relevante Informationen zur richtigen Zeit und am richtigen Ort verfügbar sind, entsteht ein echter Mehrwert für Unternehmen und ihre Mitarbeitenden. Die Ergebnisse des Forschungsprojektes sind dabei nicht auf die Kunststoffindustrie beschränkt, sondern lassen sich durch den von Simplifier konzipierten flexiblen Aufbau der Software auf alle anderen Branchen übertragen. Der KI-basierte Rüstassistent unterstützt Fachkräfte direkt vor Ort, reduziert Fehler und beschleunigt Abläufe – ein entscheidender Schritt in Richtung einer intelligenten und digital vernetzten Produktion in der Industrie 4.0.

Dieses Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Forschungsprogramm Zukunft der Wertschöpfung unter dem Kennzeichen 02K24K012 gefördert.