AktiMeter Industrial – KI-basierte Aktivitätsanalyse für die manuelle Montage

Was ist das AktiMeter Industrial des Fraunhofer IOSB?

Das Fraunhofer IOSB AktiMeter Industrial ist eine modulare Forschungs- und Demonstrationsplattform für die KI-basierte Analyse menschlicher Aktivitäten in der manuellen Montage. Sie wandelt Videodaten in strukturierte Informationen über Körperhaltungen, Bewegungen, Tätigkeiten, Werkzeuge, Bauteile, Mensch-Objekt-Interaktionen und relevante Prozessereignisse um.

Die Plattform ist für komplexe manuelle Arbeitssysteme konzipiert – insbesondere für Kleinserien, hohe Variantenvielfalt und Montageaufgaben, bei denen menschliche Flexibilität und Erfahrung unverzichtbar bleiben. Sie unterstützt Fertigungs- und Prozessengineering, Qualitätsmanagement, Assistenzsystementwicklung, Training sowie Ergonomie- und Human-Factors-Studien.

AktiMeter Industrial analysiert Tätigkeiten sowohl in Echtzeit als auch nachträglich in aufgezeichneten Videos. KI-Modelle erkennen Körperhaltung und Bewegung sowie ausgewählte Aktivitäten, Werkzeuge, Komponenten und Interaktionen. Lange Aufzeichnungen lassen sich gezielt nach Tätigkeiten, Objekten, Körperhaltungen, Interaktionen und definierten Ereignissen durchsuchen.

Durch die Kombination dieser Beobachtungen mit Wissen über Arbeitsplatz und Prozess kann AktiMeter Industrial strukturierte Prozessdokumentationen ableiten, Montageschritte erkennen und ausgewählte Fehler oder Abweichungen identifizieren. Diese Funktionen wurden in einfachen, kontrollierten Demonstrationsfällen umgesetzt. Für den Einsatz an realen Arbeitsplätzen werden Modelle, Prozesswissen und Fehlerklassen anwendungsspezifisch angepasst und mit repräsentativen Daten validiert. Ergebnisse können visualisiert, protokolliert, exportiert und über eine Programmierschnittstelle in Forschungs- oder Assistenzsysteme integriert werden; lokale Verarbeitung und die Ausgabe abstrahierter Pose- und Ereignisdaten unterstützen datenschutzbewusste Anwendungskonzepte.

© Fraunhofer IOSB / erstellt mit KI
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Manuelle Arbeitsschritte strukturieren und auswerten.
© Fraunhofer IOSB / erstellt mit KI
Prozesse transferieren und dokumentieren.
© Fraunhofer IOSB / erstellt mit KI
Fehler erkennen und assistieren.

Wofür wird das AktiMeter Industrial eingesetzt?

Manuelle Montage bleibt überall dort zentral, wo Produkte komplex, Stückzahlen klein oder Abläufe variantenreich sind. Gleichzeitig liegen häufig umfangreiche Maschinen- und Produktionsdaten vor, während Informationen darüber fehlen, wie Tätigkeiten tatsächlich ausgeführt werden. AktiMeter Industrial schließt diese Lücke, indem beobachtbare manuelle Arbeitsschritte strukturiert und auswertbar gemacht werden.

Automatisierte Prozessdokumentation und Montageschritterkennung: Aus erkannten Aktivitäten, Objektinteraktionen und zeitlichen Abläufen können strukturierte Beschreibungen erzeugt werden. Das unterstützt die Dokumentation bestehender Prozesse, den Soll-Ist-Vergleich, die Erstellung von Schulungsmaterial und die Analyse unterschiedlicher Prozessvarianten.

Fehler- und Abweichungserkennung, Assistenz und Ergonomie: In Verbindung mit einem arbeitsplatzspezifischen Prozessmodell kann das System definierte, sensorisch beobachtbare Abweichungen erkennen, beispielsweise ausgelassene Schritte, falsche Reihenfolgen oder Interaktionen mit einem ungeeigneten Werkzeug oder Bauteil. Echtzeitdaten können experimentelle Assistenzsysteme unterstützen; die Offline-Suche erleichtert die Auswertung langer Aufzeichnungen. Pose- und Bewegungsdaten dienen zudem als Grundlage für ergonomische Untersuchungen.

Wer profitiert von AktiMeter Industrial?

  • Fertigungs- und Prozessengineering: Reale Abläufe und Varianten analysieren, Engpässe, Wiederholungen und Optimierungspotenziale identifizieren.
  • Automobilhersteller und Zulieferer: Komplexe Montage-, Nacharbeits- und Prüfprozesse mit vielen Werkzeugen, Bauteilen und Produktvarianten untersuchen.
  • KMU sowie Kleinserien- und Variantenfertiger: Datenbasierte Unterstützung für High-Mix-/Low-Volume-Prozesse entwickeln, ohne eine vollständige Automatisierung vorauszusetzen.
  • Entwickler von Assistenz-, Qualitäts- und Trainingssystemen: Aktivitäts-, Schritt- und Kontextinformationen für situationsbezogene Anleitungen, Fehlerhinweise, Dokumentation und Wissensvermittlung nutzen.
  • Ergonomie- und Human-Factors-Teams: Haltungs- und Bewegungsinformationen für Arbeitsplatzstudien und die Bewertung körperlich belastender oder repetitiver Tätigkeiten erfassen.
  • Forschungs- und Projektpartner: AktiMeter Industrial als Plattform für Verbundforschung zu Human-Centered AI, Industrie 4.0 und zukünftigen Assistenzsystemen einsetzen.

Ihr Mehrwert mit AktiMeter Industrial

AktiMeter Industrial macht menschliche Aktivitäten in manuellen Prozessen mess-, durchsuch- und auswertbar. Unternehmen erhalten objektive und reproduzierbare Daten für Prozessanalyse, Dokumentation, Assistenz und Arbeitsplatzgestaltung und können neue Funktionen zunächst als überschaubaren Demonstrator erproben.

Fraunhofer IOSB bietet Machbarkeitsstudien, Datenerhebung und Modellanpassung, Proof-of-Concept-Demonstratoren, Systemintegration und Evaluation. Kooperationen sind als Auftragsforschung sowie im Rahmen öffentlich geförderter Forschungsprojekte möglich; Transfer- und Lizenzierungsoptionen werden anwendungsbezogen geprüft.

Herausforderungen der manuellen Montage - Einsatzfelder des AktiMeter Industrial

  • Aus erkannten Tätigkeiten, Objektinteraktionen und Zeitabläufen entstehen strukturierte, zeitgestempelte Prozessbeschreibungen. Sie unterstützen Dokumentation, Training und den Vergleich geplanter und beobachteter Abläufe.

  • Das System ordnet beobachtete Tätigkeiten definierten Montageschritten zu und ermittelt den aktuellen Prozessfortschritt. Prozessvarianten, Unterbrechungen und Bearbeitungszeiten werden dadurch gezielt analysierbar.

  • AktiMeter Industrial erkennt ausgewählte, sensorisch beobachtbare Abweichungen vom erwarteten Ablauf. Dazu können ausgelassene Schritte, falsche Reihenfolgen oder ungeeignete Werkzeuge und Bauteile gehören.

  • Aktivitäten und Interaktionen können live ausgewertet oder nachträglich in langen Videoaufzeichnungen gesucht werden. So unterstützt die Plattform sowohl Demonstratoren und Assistenzfunktionen als auch systematische Prozessstudien.

  • KI-basierte Pose-Schätzung liefert Informationen zu Körperhaltung und Bewegung. Die Erkennung ausgewählter Werkzeuge, Komponenten und Arbeitsbereiche verbessert die kontextbezogene Interpretation manueller Tätigkeiten.

  • Erkannte Schritte, Aktivitäten und Ereignisse werden visualisiert und mit Zeitstempeln protokolliert. Exportformate und eine API ermöglichen die Weiterverarbeitung in Analysewerkzeugen, Assistenzsystemen und industriellen Softwareumgebungen.

 

Demonstrator Video

Veranschaulicht als Kurzfilm: Unser Demo-Video sagt mehr als tausend Worte.

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