INNO-SCREW
INNO-SCREW ist ein Forschungsprojekt zum Aufbau eines Innovationszentrums für intelligentes Qualitätsmanagement in industriellen Verschraubungsprozessen. Ziel ist es, mithilfe maschineller Lernverfahren neue Wege zur Erkennung fehlerhafter Schraubverbindungen zu entwickeln. Dafür werden reale Schraubdaten an verschiedenen Stationen systematisch erfasst, aufbereitet und der Forschungsgemeinschaft bereitgestellt. Das Projekt wird im Rahmen des INNO-KOM-Programms vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE) gefördert und vom RIF Institut für Forschung und Transfer e. V. in Dortmund durchgeführt.
Problemstellung
Schrauben ist eines der wichtigsten Fügeverfahren der industriellen Fertigung, doch ihre Qualitätssicherung stellt Unternehmen vor große Herausforderungen. Die derzeit eingesetzten Methoden der statistischen Prozessüberwachung (SPC) stoßen bei komplexen Anwendungsfällen an ihre Grenzen. Dies führt dazu, dass fehlerhafte Verschraubungen nicht vollständig erkannt werden und im schlimmsten Fall in den Umlauf gelangen. Die Folgen sind kostspielige Demontagemaßnahmen, Rückrufaktionen und potenzielle Imageschäden. Diese Problematik verschärft sich durch die zunehmende Individualisierung in der Produktion, die zu einer wachsenden Vielfalt möglicher Fehlerfälle führt. Gleichzeitig fehlen öffentlich verfügbare Datensätze mit realen Messdaten, die für die Entwicklung und Validierung neuer Qualitätssicherungsmethoden essentiell wären.
Zielsetzung
Das Projekt verfolgt einen systematischen Ansatz zur Etablierung eines Innovationszentrums für intelligentes Qualitätsmanagement. Das erste Ziel ist die Anbindung von 5 Schraubstationen als Datenlieferanten. Es werden vier bereits vorhandene Schraubstationen technisch ertüchtigt und um eine kabellose Station ergänzt. Diese unterschiedlichen Stationen – von einer automatischen über eine roboterbasierte bis zu einer manuellen Schraubstation – werden mit einer durchgängigen Datenerfassungsinfrastruktur ausgestattet. Das zweite Ziel ist die experimentelle Phase, in der systematisch sowohl fehlerfreie als auch manipulierte Schraubprozesse durchgeführt und dokumentiert werden. Die gewonnenen Daten werden aufbereitet und der Forschungsgemeinschaft zur Verfügung gestellt. Begleitend werden Vorarbeiten zur Anomalieerkennung mittels maschineller Lernverfahren durchgeführt und ein Netzwerk mit regionalen Industriepartnern aufgebaut. Das dritte Ziel des Projekts erfolgt parallel dazu und beschreibt den Aufbau von Domänenwissen durch gezielte Schulungsmaßnahmen.
Vorgehensweise
Die konkrete Umsetzung erfolgt in fünf klar strukturierten Arbeitspaketen über eine Projektlaufzeit von 30 Monaten. Nach der initialen Definition von Anforderungen und Erfolgskriterien wird die technische Infrastruktur der Schraubdemonstratoren digital befähigt. Dies umfasst sowohl die Sicherstellung der Einsatzfähigkeit als auch die Implementierung einer durchgängigen Datenanbindung und eines Überwachungskonzepts. Ein besonderer Fokus liegt auf der systematischen Durchführung von Experimenten, wobei sowohl fehlerfreie Schraubprozesse als auch gezielt manipulierte Fehlerfälle erfasst werden. Die gesammelten Daten werden durch eine experimentelle Vorstudie validiert und anschließend der Forschungsgemeinschaft zur Verfügung gestellt. Begleitende Maßnahmen wie Schulungen, Netzwerkaufbau und Wissenstransfer sichern die nachhaltige Etablierung des Innovationszentrums.
Förderhinweis
Das Vorhaben INNO-SCREW wird über die EURONORM GmbH im Rahmen des Förderprogramms "Innovationskompetenz INNO-KOM" des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWE) gefördert.