| Thema | Künstliche Intelligenz |
|---|---|
| Projekttitel | Artificial Intelligence in Manufacturing leading to Sustainability and Industry 5.0 (AIMS5.0) |
| Laufzeit | 01.06.2023 – 31.05.2026 |
| Projektwebseite | http://aims50.eu/ |
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| Pressemitteilung |
Mit Künstlicher Intelligenz zur Industrie 5.0 – das Forschungsprojekt AIMS5.0 legt die Grundlagen für die nächste industrielle Revolution in Europa und soll zu mehr Nachhaltigkeit und Wettbewerbsfähigkeit führen.
Mit Hilfe von Hardware und Software-basierter Künstlicher Intelligenz (KI) soll der Ressourcenverbrauch in der europäischen Fertigung verbessert und gleichzeitig die Produktqualität erhöht werden. Ziel ist es darüber hinaus, die Resilienz zu steigern, Lieferketten zu optimieren sowie Time-to-Market zu verbessern.
An diesem Ziel arbeitet ein Projektkonsortium mit 53 Forschungs- und Industriepartnern aus zwölf Ländern. Die Leitung und Koordination übernimmt die Infineon Technologies AG.
In unterschiedlichen Arbeitsgruppen widmen sich die Projektpartner 20 konkreten Anwendungsfällen für KI und KI-basierte Hardware über die verschiedensten Branchen hinweg. Das IPH erforscht im Projekt den autonomen Drohnen-Indoorflug in einer Fabrikumgebung zum Zweck der Erstellung eines digitalen Zwillings (digital twin).
Veröffentlichungen zum Projekt
Ständig wachsende Produktionsmengen, hoher Wettbewerbsdruck, häufige Änderungen der Produktionsweisen, vielfältige Sicherheitsaspekte und neue Herausforderungen zwingen Unternehmen dazu, sich mit innovativen Technologien auseinanderzusetzen. Autonome Multikopter können hierbei einen wertvollen Beitrag leisten, insbesondere durch szenariospezifische Explorationsalgorithmen. Für die Entwicklung solcher komplexen Systeme ist der Einsatz von Simulationen unerlässlich, da sie eine sichere, kontrollierbare und kostengünstige Umgebung für das Testen und Optimieren von Algorithmen bieten.
Für die Entwicklung von solchen Explorationsalgorithmen stehen allerdings bislang nur bedingt geeignete Simulationsumgebungen zur Verfügung. Ziel dieser Arbeit ist daher, zu untersuchen, inwieweit sich eine voxelbasierte Simulationsumgebung für Entwicklung und Optimierung von Explorationsalgorithmen eignet. Im Mittelpunkt stehen dabei die Analyse der Ressourcennutzung des Simulationssystems sowie die Ableitung möglicher Zeit- und Effizienzvorteile gegenüber gängigen, in der Wissenschaft verbreiteten Simulationslösungen. Darüber hinaus wird anhand realer Flugversuche mit einem Multikopter verifiziert, dass sich die voxelbasierte Simulation aufgrund ihrer realitätsnahen Abbildung der Kernfunktionen besonders gut für die Entwicklung von Explorationsalgorithmen im Produktionsumfeld eignet.
Multikopter, Autonomisierung, Exploration, Simulation, voxelbasiert, digitaler Zwilling
Die Nutzung von Simulationen für die Entwicklung von Bahnplanungsalgorithmen für autonome Indoor-Multikopter ist von größter Bedeutung. Sie bietet einen sicheren und kostengünstigen Rahmen für das Testen und Optimieren von Algorithmen. Dieser Artikel betrachtet und untersucht die derzeit verwendeten Simulationsmöglichkeiten hinsichtlich ihrer Eignung für die Entwicklung von Bahnplanungsalgorithmen für autonome Indoor-Multikopter. Der Einsatz von autonomen Multikoptern stellt eine innovative Lösung dar, um den Prozess der Layouterfassung und Inventarisierung zu vereinfachen. Dieser Artikel konzentriert sich auf die voxelbasierte Simulation VSim, die vom Autor entwickelt und benannt wurde. Vor dem Hintergrund der vorhandenen Literatur wird zunächst geklärt, welche Simulationsumgebungen am häufigsten eingesetzt werden. Anschließend wird eine Auswahl von Simulationen mit VSim verglichen. Die Zeiteffizienz und der Ressourcenverbrauch der Simulationsumgebungen werden anhand von mehr als 1.500 Testläufen untersucht. Weiterhin werden die Beobachtungen der Testausführungen detailliert beschrieben und schließlich die Simulationen mit allen untersuchten Parametern verglichen. Zusätzlich werden die Möglichkeiten der Parallelisierung erforscht und diskutiert.
Layout, Bahnplanung, Aufzeichnung, Multikopter, Optimierung, Testen
Ständig steigende Produktionszahlen und neue Herausforderungen in der Produktionsumgebung beigleichbleibenden Platzverhältnissen zwingen produzierende Unternehmen, sich mit der Planung von Produktionslayouts auseinanderzusetzen. Das Problem dabei ist oft ein nicht vorhandener oder veralteter Produktionslayoutplan. Autonome Multikopter können dabei helfen und die Layoutaufnahme deutlich vereinfachen. Daher wird eine voxelbasierte Simulation untersucht, um Explorationsalgorithmen mit und ohne Künstliche Intelligenz entwickeln und trainieren zu können. Zunächst wird untersucht, wie sich die Simulation zeitlich verhält. Anschließend wird auf die Ressourcennutzung eingegangenund dargelegt, wie groß der Simulationszeitfaktor im Gegensatz zur Echtzeit ist und welchen Vorteil Unternehmen und Entwickler bei einer Nutzung haben.
UAS, digitaler Zwilling, Simulation, voxelbasiert, Layoutplanung
Eine autonom fliegende Indoor-Drohne entwickelt das IPH im Forschungsprojekt AIMS 5.0 als eines von 20 Anwendungsbeispielen für die Industrie der Zukunft. Das Projekt wird von der EU gefördert, beteiligt sind 53 Forschungs- und Industriepartner aus zwölf Ländern.
Drohne, Kopter, Datenerfassung, Digitaler Zwilling, Industrie 5.0
