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Patent Searching and Data


Title:
CHECKING SYSTEM AND METHOD FOR CHECKING WORK PROCESSES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/127512
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for checking a work process. According to the invention, the method comprises: • a) at least one sensing system is arranged (301) on at least one performing unit for performing at least one part of the work process, • b) the at least one sensing system collects (303) working data during performance of the at least one part of the work process, the working data comprising at least vibrations induced in the at least one performing unit, • c) the at least one sensing system, which is connected for communication to the at least one memory, provides (305) the working data, • d) the at least one memory provides (307) the working data for the at least one computing unit, • e) the working data is assigned (309) to a first or at least a second class using at least one machine-learning system, • f) the at least one computing unit outputs (311) a signal on the at least one output unit at least in the event that the at least one part of the work process is assigned to the first class.

Inventors:
MUDERACK STEFAN (DE)
VON STILLFRIED RENÉ (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/085996
Publication Date:
June 25, 2020
Filing Date:
December 18, 2019
Export Citation:
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Assignee:
MHP MAN UND IT BERATUNG GMBH (DE)
International Classes:
G05B23/02; G07C3/00
Domestic Patent References:
WO2018030422A22018-02-15
Foreign References:
US9977425B12018-05-22
KR20090082536A2009-07-31
DE10308403B42007-10-31
DE102012004165A12013-09-05
DE102015208676A12016-11-17
US20170102423A12017-04-13
Other References:
"Binary Classification from Positive-Confidence Data", ADVANCES IN NEURAL INFORMATION PROCESSING SYSTEMS 31 (NIPS, 2018
Attorney, Agent or Firm:
RAIBLE DEISSLER LEHMANN PATENTANWÄLTE (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1 . Überprüfungssystem (100) zum Überprüfen eines Arbeitsablaufs, wobei das Überprüfungssystem mindestens umfasst:

- mindestens ein Erfassungssystem (101 ),

- mindestens eine Recheneinheit (103),

- mindestens einen Speicher (105),

- mindestens eine Ausgabeeinheit (107),

wobei das mindestens eine Erfassungssystem dazu konfiguriert ist, an mindes tens einer Ausführungseinheit (109) zum Ausführen zumindest eines Teils des Arbeitsablaufs angeordnet zu werden,

wobei das mindestens eine Erfassungssystem weiterhin dazu konfiguriert ist, Arbeitsdaten (203) beim Ausführen des zumindest einen Teils des Arbeitsab laufs durch die Ausführungseinheit zu erfassen, wobei die Arbeitsdaten zumin dest in die mindestens eine Ausführungseinheit eingeleitete Schwingungen (205) umfassen,

wobei das mindestens eine Erfassungssystem mit dem mindestens einen Spei cher in kommunikativer Verbindung steht und dazu konfiguriert ist, die Arbeits daten dem mindestens einen Speicher bereitzustellen,

wobei der mindestens eine Speicher dazu konfiguriert ist,

die Arbeitsdaten der mindestens einen Recheneinheit bereitzustellen, wobei die mindestens eine Recheneinheit dazu konfiguriert ist, unter Verwen dung mindestens eines maschinellen Lerners (201 ) zumindest einen Teil des Arbeitsablaufs, der den Arbeitsdaten entspricht, einer ersten oder mindestens einer zweiten Klasse zuzuordnen, und wobei die mindestens eine Rechenein heit weiterhin dazu konfiguriert ist, zumindest für den Fall, dass der zumindest eine Teil des Arbeitsablaufs der ersten Klasse zuzuordnen ist, zumindest ein Rückmeldungssignal auf der mindestens einen Ausgabeeinheit auszugeben. 2. Überprüfungssystem nach Anspruch 1 ,

wobei das mindestens eine Erfassungssystem dazu konfiguriert ist, während einer Kalibrierungsphase Kalibrierungsdaten (209) beim Ausführen zumindest eines Teils des Arbeitsablaufs durch eine Ausführungseinheit zu erfassen, wo bei die Kalibrierungsdaten zumindest in die mindestens eine Ausführungsein heit eingeleitete Schwingungen (205) umfassen,

wobei das mindestens eine Erfassungssystem mit dem mindestens einen Spei cher in kommunikativer Verbindung steht und dazu konfiguriert ist, die Kalibrie rungsdaten dem mindestens einen Speicher bereitzustellen, und

wobei der mindestens eine Speicher dazu konfiguriert ist, Kalibrierungsdaten, die eine Zuordnung (219) zu der ersten oder der mindestens einen zweiten Klasse umfassen, für ein Training des maschinellen Lerners bereitzustellen.

3. Überprüfungssystem nach Anspruch 2,

wobei die mindestens eine Recheneinheit dazu konfiguriert ist, lediglich solche Kalibrierungsdaten für das Training des maschinellen Lerners zu verwenden, die beim Ausführen von Arbeitsabläufen einer zum Erfassen der Arbeitsdaten vorgesehenen Produktionszelle erfasst wurden.

4. Überprüfungssystem nach einem der Ansprüche 2,

wobei die mindestens eine Recheneinheit dazu konfiguriert ist, lediglich solche Kalibrierungsdaten für das Training des maschinellen Lerners zu verwenden, die von einer Autorisierungsinstanz als verwendbar eingestuft wurden.

5. Überprüfungssystem nach Anspruch 2,

wobei die mindestens eine Recheneinheit dazu konfiguriert ist, lediglich solche Kalibrierungsdaten für das Training des maschinellen Lerners zu verwenden, die einem Arbeitsablauf zum Erfassen jeweiliger von dem Erfassungssystem für die Zuordnung ermittelter Arbeitsdaten entsprechen.

6. Überprüfungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Speicher ein zentraler Speicher ist, der mit einer Vielzahl an Recheneinheiten verbunden ist, die jeweils zum Durchführen jewei liger Zuordnungen einen auf Grundlage von durch den zentralen Speicher be reitgestellten Kalibrierungsdaten trainierten maschinellen Lerner verwenden.

7. Überprüfungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Recheneinheit dazu konfiguriert ist, die Zuordnung unter Verwendung eines Spektrogramms von durch das mindestens eine Erfas sungssystem bereitgestellten Arbeitsdaten durchzuführen.

8. Überprüfungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Erfassungssystem dazu konfiguriert ist, mindestens eine Datengat tung der folgenden Liste Datengattungen, insbesondere an einer jeweiligen Ausführungseinheit, zu erfassen: Luftdruckdaten, Temperaturdaten, Drehraten änderungsdaten, Beschleunigungsdaten, Körperschalldaten, Frequenzdaten, Vibrationsdaten, Audiodaten.

9. Überprüfungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Recheneinheit weiterhin dazu konfiguriert ist, zu mindest für den Fall, dass der zumindest eine Teil des Arbeitsablaufs der ersten Klasse zuzuordnen ist, zumindest ein Protokollierungssignal zusammen mit ei nem Hinweis auf den jeweiligen Arbeitsablauf auf dem mindestens einen Spei cher zu hinterlegen und in Abhängigkeit eines bereitzustellenden Steuerungs befehls auf der mindestens einen Ausgabeeinheit auszugeben.

10. Überprüfungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Ausgabeeinheit dazu konfiguriert ist, von einem Werker getragen zu werden,

wobei die mindestens eine Ausgabeeinheit über eine Kommunikationsschnitt stelle mit der mindestens einen Recheneinheit und/oder dem mindestens einen Speicher in kommunikativer Verbindung steht, und wobei die mindestens eine Recheneinheit dazu konfiguriert ist, auf der mindestens einen Ausgabeeinheit zumindest oder lediglich ein jeweiliges Rückmeldungssignal auszugeben, das einem Arbeitsablauf zugeordnet ist, der dem Werker zugeordnet ist.

1 1 . Überprüfungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine Erfassungssystem mindestens ein Magnetometer umfasst und dazu konfiguriert ist, mittels des mindestens einen Magnetometers ermittelte Magnetfelddaten dem mindestens einen Speicher bereitzustellen, wobei der mindestens eine Speicher dazu konfiguriert ist, die Magnetfelddaten der mindestens einen Recheneinheit bereitzustellen, und

wobei die mindestens eine Recheneinheit dazu konfiguriert ist,

die Magnetfelddaten der ersten oder der weiteren Klasse zuzuordnen und das Rückmeldungssignal lediglich dann auf der mindestens einen Ausgabeeinheit auszugeben, wenn die Magnetfelddaten durch den maschinellen Lerner der ersten Klasse zugeordnet werden können.

12. Überprüfungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Recheneinheit weiterhin dazu konfiguriert ist, für den Fall, dass jeweilige Arbeitsdaten einer Klasse zugeordnet werden können, die einem jeweiligen Steuerungsbefehl zugeordnet ist, den jeweiligen Steuerungs befehl zu aktivieren.

13. Verfahren zum Überprüfen eines Arbeitsablaufs unter Verwendung eines Überprüfungssystems nach einem der voranstehenden Ansprüche, umfassend die folgenden Schritte:

a) Anordnen (301 ) mindestens eines Erfassungssystems an mindestens einer Ausführungseinheit zum Ausführen zumindest eines Teils des Arbeitsablaufs, b) Erfassen (303) mittels des mindestens einen Erfassungssystems Arbeitsda ten beim Ausführen des zumindest einen Teils des Arbeitsablaufs,

wobei die Arbeitsdaten zumindest in die mindestens eine Ausführungseinheit induzierte Schwingungen umfassen, c) Bereitstellen (305) der Arbeitsdaten durch das mindestens eine Erfassungs system, das mit dem mindestens einen Speicher in kommunikativer Verbindung steht,

d) Bereitstellen (307) der Arbeitsdaten für die mindestens eine Recheneinheit durch den mindestens einen Speicher,

e) Zuordnen (309) der Arbeitsdaten durch die mindestens eine Recheneinheit unter Verwendung mindestens eines maschinellen Lerners zu einer ersten oder mindestens einer zweiten Klasse,

f) Ausgeben (31 1 ) eines Signals auf der mindestens einen Ausgabeeinheit, zu mindest für den Fall, dass der zumindest eine Teil des Arbeitsablaufs der ersten Klasse zugeordnet wird, durch die mindestens eine Recheneinheit.

14. Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln zum Steuern ei nes Überprüfungssystems nach einem der Ansprüche 1 bis 12, das bei Ausfüh rung durch eine Prozessoreinheit dafür ausgebildet ist, die Verfahrensschritte des Anspruchs 13 durchzuführen.

15. Erfassungssystem (101 ) zum Erfassen von Arbeitsdaten,

wobei das Erfassungssystem mindestens einen Körperschallsensor zum Erfas sen von in einen Körper eingeleiteten Schwingungen umfasst, und

wobei das Erfassungssystem dazu konfiguriert ist, als Teil eines Überprüfungs systems nach einem der Ansprüche 1 bis 12 Messdaten zu erfassen und der mindestens einen Recheneinheit (103) des Überprüfungssystems als Arbeitsda ten (203) bereitzustellen.

Description:
Überprüfungssystem und Verfahren zum Überprüfen von Arbeitsabläufen

Die vorgestellte Erfindung betrifft ein Überprüfungssystem und ein Verfahren zum Überprüfen von Arbeitsabläufen.

Insbesondere beim Durchführen von manuellen Arbeitsabläufen ist eine genaue Überprüfung nötig, um Fehler beim Durchführen eines jeweiligen Arbeitsablaufs zu erkennen und zu vermeiden.

Bei Herstellungsprozessen von industriell gefertigten Gütern werden häufig Ar beitsabläufe eingeplant, bei denen ein manuelles Verbinden bzw. Fügen mehre rer Komponenten vorgesehen ist. Zum Überprüfen derartiger manueller Verbin dungen werden in der Regel Listen abgehakt und aufwendige Endkontrollen durchgeführt.

Insbesondere Einrastvorgänge zum Bereitstellen von Fügeverbindungen erzeu gen bei einem korrekten Einrasten ein charakteristisches Geräusch bzw. cha rakteristische Vibrationen in den entsprechenden Teilen, wodurch zwischen einem korrekten und einem fehlerhaften Einrastvorgang unterschieden werden kann.

In dem Artikel: "Binary Classification from Positive-Confidence Data"; In: Ad- vances in Neural Information Processing Systems 31 (NIPS) 2018, pre- proceedings (2018), wird ein Verfahren zum Zuordnen von Daten zu zwei Klas sen mittels eines maschinellen Lerners beschrieben, bei dem der maschinelle Lerner lediglich mittels Trainingsdaten, die einer der beiden Klassen zuzuord nen sind, trainiert wird. Die Druckschrift DE 103 08 403 B4 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrich tung zur Überwachung eines Montagebauteils mittels eines Schallsensors. Da zu ist vorgesehen, dass ein charakteristisches Signal gewertet wird, wenn ein Messsignal einen bestimmten Schwellenwert überschreitet.

Die Druckschrift DE 10 2012 004 165 A1 beschreibt ein Verfahren zur Kontrolle der Montage einer Kupplungseinrichtung, bei dem ein von einem Steckverbin der ausgesendetes Signal mittels einer Auswerteeinheit mit einem Referenzsig nal verglichen wird.

Die Druckschrift DE 10 2015 208 676 A1 beschreibt eine Aufnahme für ein Ver bindungselement, wobei die Aufnahme mit einem Körperschallsensor auszurüs ten ist, um eine korrekte Aufnahme des Verbindungselements zu überprüfen.

Die Druckschrift US 2017/0102423 A1 beschreibt ein Verfahren zum Überprü fen einer Steckverbindung zweier elektrischer Komponenten mittels eines akus tischen Signals.

Vor diesem Hintergrund ist eine Aufgabe der vorgestellten Erfindung, manuelle Arbeitsabläufe in einem Fertigungsprozess digital zu erfassen und automatisch zu überprüfen.

Die voranstehend genannte Aufgabe wird gelöst durch ein Überprüfungssystem und ein Verfahren mit den Merkmalen der jeweiligen unabhängigen Ansprüche.

Ausgestaltungen ergeben sich aus der Beschreibung und den abhängigen An sprüchen.

Es wird somit ein Überprüfungssystem zum Überprüfen eines Arbeitsablaufs vorgestellt. Das Überprüfungssystem umfasst mindestens ein Erfassungssys tem, mindestens eine Recheneinheit, mindestens einen Speicher und mindes tens eine Ausgabeeinheit. Das mindestens eine Erfassungssystem ist dazu konfiguriert, an mindestens einer Ausführungseinheit zum Ausführen zumindest eines Teils des Arbeitsab laufs angeordnet zu werden und

Arbeitsdaten beim Ausführen des zumindest einen Teils des Arbeitsablaufs durch die Ausführungseinheit zu erfassen, wobei die Arbeitsdaten zumindest in die mindestens eine Ausführungseinheit eingeleitete Schwingungen umfassen.

Das mindestens eine Erfassungssystem steht mit dem mindestens einen Spei cher in kommunikativer Verbindung und ist dazu konfiguriert, die Arbeitsdaten dem mindestens einen Speicher bereitzustellen.

Der mindestens eine Speicher ist dazu konfiguriert,

die Arbeitsdaten der mindestens einen Recheneinheit bereitzustellen.

Die mindestens eine Recheneinheit ist dazu konfiguriert, unter Verwendung mindestens eines maschinellen Lerners den zumindest einen Teil des Arbeits ablaufs, der den Arbeitsdaten entspricht bzw. diesen zugeordnet ist, einer ers ten oder mindestens einer zweiten Klasse zuzuordnen.

Die mindestens eine Recheneinheit ist weiterhin dazu konfiguriert, zumindest für den Fall, dass der zumindest eine Teil des Arbeitsablaufs der ersten Klasse zuzuordnen ist, zumindest ein Rückmeldungssignal auf der mindestens einen Ausgabeeinheit auszugeben.

Das vorgestellte Überprüfungssystem dient insbesondere zur Überprüfung von Arbeitsabläufen, wie bspw. Montageschritten und Teilproduktionsabläufen, die ein Werker in seinem jeweiligen Produktionsabschnitt durchführt. Dazu ist vor gesehen, dass eine Interaktion des Werkers mit Werkstücken und/oder Bautei len und/oder Maschinen und/oder Betriebsmitteln unter Verwendung mindes tens eines Erfassungssystems erfasst wird.

Das erfindungsgemäß vorgesehene Erfassungssystem umfasst mindestens einen Sensor, wie bspw. einen Luftdrucksensor, einen Temperatursensor, einen Drehratensensor bzw. ein Gyroskop, einen Beschleunigungssensor, einen Kör perschallsensor, ein Mikrofon, einen Vibrationssensor oder eine Kombination daraus. Entsprechend ist das Erfassungssystem dazu konfiguriert, mindestens eine Datengattung der folgenden Liste an Datengattungen insbesondere an einer jeweiligen Ausführungseinheit zu erfassen: Luftdruckdaten, Temperatur daten, Drehratenänderungsdaten, Beschleunigungsdaten, Körperschalldaten, Frequenzdaten, Vibrationsdaten, Audiodaten.

Unter Frequenzdaten sind Messwerte zu verstehen, die von einem Erfassungs system ermittelt und mittels einer mathematischen Transformation in eine Fre quenzdomäne überführt wurden. Insbesondere können Frequenzdaten auf Messwerten von Vibrationsdaten bzw. Schwingungen, die in einen Körper eines Nutzers oder einen Gegenstand eingeleitet werden, und/oder auf Messwerten von Audiodaten bzw. akustischen Schwingungen, wie bspw. vom Menschen wahrnehmbaren Geräuschen oder vom Menschen nicht wahrnehmbaren Ge räuschen beruhen.

Das erfindungsgemäß vorgesehene Erfassungssystem kann an jeder Ausfüh rungseinheit, wie bspw. am Körper eines Werkers oder an einem Betriebsmittel, wie bspw. einem Werkzeug, angeordnet sein.

Unter einer Ausführungseinheit ist im Kontext der vorgestellten Erfindung eine Entität zu verstehen, die einen jeweiligen Arbeitsablauf durchführt. Eine Ausfüh rungseinheit kann bspw. ein Werker, ein Roboter oder ein Werkzeug sein.

Unter einem Arbeitsablauf ist im Kontext der vorgestellten Erfindung eine Durchführung eines Arbeitsprozesses, bspw. zum Reparieren oder Herstellen eines Objekts zu verstehen. Ein Arbeitsablauf kann einen oder mehrere Ar beitsschritte umfassen.

Es ist vorgesehen, dass von dem erfindungsgemäß vorgesehenen Erfassungs system Arbeitsdaten, d.h. bspw. von jeweiligen Sensoren des Erfassungssys tems ermittelte Werte dem mindestens einen erfindungsgemäß vorgesehenen Speicher als Arbeitsdaten bereitgestellt werden. Dazu kann das Erfassungssys tem auf den Speicher zugreifen und bspw. jeweilige ermittelte bzw. erfasste Arbeitsdaten in den Speicher hochladen bzw. in den Speicher schreiben. Alter nativ kann der Speicher auf das Erfassungssystem zugreifen und von dem Er fassungssystem bereitgestellte Arbeitsdaten herunterladen.

Insbesondere ist vorgesehen, dass das Erfassungssystem und der Speicher über eine Kommunikationsschnittstelle, wie bspw. eine Drahtlosschnittstelle oder ein Kabel in kommunikativer Verbindung stehen. Es ist insbesondere denkbar, dass der Speicher ein sogenannter "Cloudspeicher" ist und das Erfas sungssystem mit dem Speicher über ein Netzwerk in kommunikativer Verbin dung steht.

Ferner kann es vorgesehen sein, dass ein jeweiliges Erfassungssystem bspw. mittels einer eindeutigen Kennung, wie bspw. einem NFC-Chip identifiziert wird, so dass von dem jeweiligen Erfassungssystem bereitgestellte Arbeitsdaten ei nem für das jeweilige Erfassungssystem vorgegebenen Arbeitsablauf zugeord net werden können.

Anhand von Arbeitsdaten, die einem jeweiligen Arbeitsablauf zugeordnet sind, kann eine Beurteilung darüber erfolgen, ob der Arbeitsablauf erfolgreich oder fehlerhaft durchgeführt wurde. Dazu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass jeweilige Arbeitsdaten eines Arbeitsablaufs mittels eines maschinellen Lerners einer Klasse zugeordnet werden. Dabei erfolgt die Zuordnung durch den ma schinellen Lerner unter Verwendung eines dem maschinellen Lerner zugrunde liegenden Zuordnungsschemas. Entsprechend kann anhand der Arbeitsdaten unter Verwendung eines maschinellen Lerners eine Beurteilung bzw. eine Überprüfung darüber erfolgen, ob ein entsprechender Arbeitsablauf korrekt bzw. fehlerfrei bzw. innerhalb jeweiliger Qualitätskriterien durchgeführt wurde und jeweilige bei dem entsprechenden Arbeitsablauf erzeugte Arbeitsdaten durch den maschinellen Lerner einer Klasse "in Ordnung" oder, wenn der ent sprechende Arbeitsablauf fehlerhaft durchgeführt wurde, einer Klasse "nicht in Ordnung" zugeordnet wurden. Unter einem maschinellen Lerner ist im Kontext der vorgestellten Erfindung ein System zu verstehen, das dazu konfiguriert ist, jeweilige Arbeitsdaten, d.h. von einem Erfassungssystem ermittelte Daten, unter Verwendung eines Zuord nungsschemas einer vorgegebenen Klasse zuzuordnen. Zum Ermitteln des Zu ordnungsschemas wird der maschinelle Lerner mit Kalibrierungsdaten, die be reits einer jeweiligen Klasse zugeordnet sind, vorab trainiert. Dazu können die Kalibrierungsdaten lediglich Informationen darüber umfassen, wann jeweilige ermittelte Daten einer ersten Klasse zuzuordnen sind, so dass sämtliche nicht der ersten Klasse zuzuordnenden Daten einer zweiten Klasse zuzuordnen sind. Entsprechend kann ein maschineller Lerner bspw. lediglich auf Daten trainiert werden, die einer Klasse "positiv" zuzuordnen sind, so dass auf bspw. ein Sammeln von Daten, die einer Klasse "negativ" zuzuordnen sind, verzichtet werden kann. Dabei kann bspw. vorgesehen sein, dass jeweiligen einer Klasse zuzuordnenden Daten ein Konfidenzwert zugeordnet wird, der anhand von Se kundärparametern, wie bspw. einem Anzugsmoment eines Werkzeugs oder jedem weiteren technisch geeigneten Vorgang beim Bereitstellen eines Füge prozesses, ermittelt wird.

Alternativ können die Kalibrierungsdaten auch Informationen darüber umfassen, wann jeweilige ermittelte Daten einer ersten Klasse und wann jeweilige Informa tionen einer zweiten Klasse zuzuordnen sind. Entsprechend wird in einem sol chen Fall ein maschineller Lerner mit Daten zu beiden Klassen trainiert.

Ein maschineller Lerner kann bspw. ein "künstliches neuronales Netzwerk", ei ne "Support Vector Machine", ein "k-nearest neighbour Verfahren" oder jede weitere zur Durchführung einer Klassifikation geeignete sogenannte "künstliche Intelligenz" sein.

In Abhängigkeit eines Ergebnisses der erfindungsgemäß vorgesehenen Zuord nung wird erfindungsgemäß ein Rückmeldungssignal auf mindestens einer Ausgabeeinheit ausgegeben. Die Ausgabeeinheit kann bspw. eine Anzeigeein heit eines zentralen Überwachungssystems oder ein Vibrator bzw. eine Leucht- diode bzw. ein Lautsprecher einer tragbaren Ausgabeeinheit sein, die ein jewei liger Werker mit sich führt.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Ausgabeeinheit kann bspw. als Implantat, als sogenannte "Augmented Reality Kontaktlinse", d.h. als Kontaktlinse, die da zu ausgestaltet ist, Bildinhalte darzustellen, oder als sogenannte "Augmented Reality Brille", d.h. als Brille, die dazu ausgestaltet ist, Bildinhalte, ggf. als Holo gramm im Raum, darzustellen, ausgestaltet sein.

Die Ausgabeeinheit kann bspw. zum Anzeigen von Arbeitsabläufen, insbeson dere von in Abhängigkeit jeweiliger erfasster Arbeitsdaten ausgewählter Ar beitsabläufe, verwendet werden.

Ferner kann die Ausgabeeinheit als sogenanntes "wearable", wie bspw. als Armband oder als Armbanduhr bzw. Smartwatch ausgestaltet sein.

Die Ausgabeeinheit kann separat oder zusätzlich zu dem erfindungsgemäß vorgesehenen Erfassungssystem vorgesehen sein. Bspw. kann die Ausgabe einheit als Terminal einer Arbeitsstation bzw. Produktionszelle ausgestaltet sein.

Die Ausgabeeinheit kann als integraler Bestandteil des erfindungsgemäß vor gesehenen Erfassungssystems vorgesehen sein.

Entsprechend kann durch das vorgestellte Überprüfungssystem einem Werker eine Rückmeldung über die Zuordnung seines Arbeitsablaufs zu einer jeweili gen Klasse erfolgen.

Ferner kann ein Überwachungsorgan jeweilige Zuordnungen von Arbeitsläufen des Werkers oder einer Vielzahl Werker bzw. jeweiliger Ausführungseinheiten zu jeweiligen Klassen zentral darstellen und entsprechend überwachen. Mit an deren Worten, anhand des Rückmeldungssignals kann überwacht werden, ob ein Arbeitsablauf korrekt durchgeführt wurde bzw. welche Arbeitsabläufe korrekt und welche Arbeitsabläufe inkorrekt durchgeführt wurden.

Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Arbeitsdaten zumindest in die mindestens eine Ausführungseinheit eingeleitete Schwingungen umfassen. Durch Schwingungen, die beim Durchführen eines jeweiligen Arbeitsablaufs erzeugt werden, kann besonders verlässlich zwischen einer korrekten und einer inkorrekten bzw. fehlerhaften Durchführung eines jeweiligen Arbeitsablaufs un terschieden werden.

Insbesondere beim Durchführen von Einrastvorgängen als Arbeitsabläufen ha ben sich Schwingungen, die in eine Ausführungseinheit, wie bspw. eine Hand eines Werkers oder eines Schraubers zum Anziehen einer Schraube eingeleitet werden, überraschenderweise als verlässliches Maß zum Erkennen einer kor rekten bzw. inkorrekten Durchführung erwiesen.

In einer möglichen Ausführungsform des vorgestellten Überprüfungssystems ist vorgesehen, dass das mindestens eine Erfassungssystem dazu konfiguriert ist, während einer Kalibrierungsphase Kalibrierungsdaten beim Ausführen zumin dest eines Teils des Arbeitsablaufs durch eine Ausführungseinheit zu erfassen. Dabei ist vorgesehen, dass die Kalibrierungsdaten zumindest in die mindestens eine Ausführungseinheit eingeleitete Schwingungen umfassen. Dabei ist ferner vorgesehen, dass das mindestens eine Erfassungssystem mit dem mindestens einen Speicher in kommunikativer Verbindung steht und dazu konfiguriert ist, die Kalibrierungsdaten dem mindestens einen Speicher bereitzustellen. Der mindestens eine Speicher ist dazu konfiguriert, die Kalibrierungsdaten zusam men mit einer Zuordnung zu der ersten oder der mindestens einen zweiten Klasse zum Kalibrieren bzw. zum Trainieren des maschinellen Lerners zur Ver fügung zu stellen.

Anhand von Kalibrierungsdaten, die eine Zuordnung von bereits während eines Trainingsbetriebs ermittelten Arbeits- bzw. Sensordaten zu jeweiligen Klassen umfassen, kann ein maschineller Lerner dazu konfiguriert werden, aktuell er- fasste Arbeitsdaten gemäß einem den Kalibrierungsdaten zugrundeliegenden Schema den jeweiligen Klassen zuzuordnen. Diese Zuordnung erfolgt insbe sondere selbsttätig durch den maschinellen Lerner, so dass das Zuordnungs schema durch den maschinellen Lerner selbst ermittelt und ggf. in Abhängigkeit jeweiliger Kalibrierungsdaten automatisch aktualisiert wird. Dies bedeutet, dass in Abhängigkeit der bereitgestellten Kalibrierungsdaten die Zuordnung der Ar beitsdaten zu den jeweiligen Klassen verändert werden kann.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Überprüfungssys tems ist vorgesehen, dass

die mindestens eine Recheneinheit dazu konfiguriert ist, lediglich solche Kalib rierungsdaten für das Training des maschinellen Lerners zu verwenden, die beim Ausführen von Arbeitsabläufen in einer zum Erfassen der Arbeitsdaten vorgesehenen Produktionszelle erfasst wurden. Die Produktionszelle kann da bei eine andere Produktionszelle sein, als die Produktionszelle, in der der ma schinelle Lerner Verwendung findet. Dies bedeutet, dass Kalibrierungsdaten, die in einer ersten Produktionszelle ermittelt wurden, zum Überprüfen von Ar beitsabläufen in einer zweiten Produktionszelle unter Verwendung des erfin dungsgemäßen Verfahrens verwendet werden können.

Unter einer Produktionszelle ist im Kontext der vorgestellten Erfindung eine Ar beitsstation, eine Produktionsstraße oder eine Produktionslinie zu verstehen, wobei unter einer Produktionsstraße oder einer Produktionslinie ein kontinuierli cher bzw. getakteter oder ein diskontinuierlicher Arbeitsablauf zu verstehen ist.

Durch eine gezielte bzw. selektive Auswahl jeweiliger Kalibrierungsdaten zum Trainieren des erfindungsgemäß vorgesehenen maschinellen Lerners für eine Zuordnung von Arbeitsdaten zu einer jeweiligen Klasse kann eine besonders spezifische Zuordnung erfolgen. Dies bedeutet, dass bspw. lediglich solche Ka librierungsdaten für das Training des maschinellen Lerners verwendet werden, die einer jeweiligen Arbeitsstation, an der die zuzuordnenden Arbeitsdaten er mittelt wurden, entsprechen. Mit anderen Worten, durch eine Beschränkung von Kalibrierungsdaten auf genau die Arbeitsabläufe, die aktuell durchgeführt wer- den, kann ein besonders genauer bzw. spezifischer maschineller Lerner er zeugt bzw. eine besonders genaue bzw. spezifische Überprüfung ermöglicht werden. Dazu können jeweilige Kalibrierungsdaten bspw. in Einheiten zusam mengefasst und jeweiligen Arbeitsstationen zugeordnet werden, so dass das Überprüfungssystem in Abhängigkeit einer aktuell zu überprüfenden Arbeitssta tion eine jeweilige der Arbeitsstation entsprechende Einheit an Kalibrierungsda ten bzw. einen entsprechend trainierten maschinellen Lerner aus dem Speicher laden kann.

Um einem aktuell zu überprüfenden Arbeitsablauf entsprechende Kalibrie rungsdaten zu ermitteln, kann bspw. eine Identifizierung eines durchzuführen den Arbeitsablaufs anhand einer Identifikationsnummer eines Werkers bzw. eines jeweiligen Werkzeugs und/oder eines aktuellen Zeitstempels erfolgen.

Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass lediglich solche Kalibrierungsda ten zum Training des erfindungsgemäß vorgesehenen maschinellen Lerners verwendet werden, die im Voraus von einem jeweiligen Werker bzw. einem je weiligen Werkzeug selbst bereitgestellt und bspw. von einer Überprüfungs instanz einer jeweiligen Klasse zugeordnet wurden.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Überprüfungssys tems ist vorgesehen, dass die mindestens eine Recheneinheit dazu konfiguriert ist, lediglich solche Kalibrierungsdaten für das Training des maschinellen Lerners bereitzustellen, die beim Ausführen von Arbeitsabläufen einer zum Er fassen der Arbeitsdaten vorgesehenen Produktionsstraße bzw. Arbeitsumge bung erfasst wurden.

Durch eine Auswahl von Kalibrierungsdaten eines komplexen Arbeitsprozesses, d.h. insbesondere von globalen bzw. interindividuellen Kalibrierungsdaten, die anhand einer Vielzahl von Arbeitern und/oder einer Vielzahl Arbeitsabläufe er mittelt wurden, zur Durchführung einer jeweiligen Überprüfung, kann der ma schinelle Lerner dahingehend optimiert werden, allgemeingültige Zuordnungs schemata zu ermitteln und für eine jeweilige durchzuführende Überprüfung bzw. Zuordnung zu verwenden. Dies bedeutet, dass durch Verwendung von Kalibrie rungsdaten, die aus einer Vielzahl von Arbeitsabläufen resultieren, die bspw. von einer Vielzahl unterschiedlicher Werker und/oder unterschiedlicher Werk zeuge durchgeführt wurden, auf ein individuelles, d.h. ein werkerspezifisches bzw. ein werkzeugspezifisches Ermitteln von Kalibrierungsdaten verzichtet wer den kann. Entsprechend kann unter Verwendung von globalen Kalibrierungsda ten ein beliebiger Werker überprüft werden, ohne dass dieser zuvor für einen Kalibrierungsprozess abgestellt werden muss.

Entsprechend kann das vorgestellte Überprüfungssystem durch die Verwen dung von globalen Kalibrierungsdaten nicht nur auf einer Produktionsstraße, sondern auf einer Vielzahl verschiedener Produktionsstraßen bzw. Arbeitsum gebungen verwendet werden, ohne neu bzw. spezifisch für eine jeweilige Pro duktionsstraße bzw. Arbeitsumgebung trainiert werden zu müssen. Vielmehr stellen globale Kalibrierungsdaten, die in einem komplexen Arbeitsprozess, der bspw. eine gesamte Produktionsstraße oder einen gesamten Herstellungspro zess umfasst, ermittelt wurden, eine derart allgemeine Kalibrierungsdatenquelle dar, dass der erfindungsgemäß vorgesehene maschinelle Lerner ein derart all gemeines Zuordnungsschema ermittelt, das zur Überprüfung entsprechender Arbeitsabläufe in beliebigen Produktionsstraßen bzw. beliebigen Herstellungs prozessen geeignet ist.

Um ein Qualitätsniveau jeweiliger zu überprüfender Arbeitsabläufe vorzugeben bzw. den erfindungsgemäß vorgesehenen maschinellen Lerner fortlaufend zu aktualisieren, kann es vorgesehen sein, dass die mindestens eine Rechenein heit dazu konfiguriert ist, lediglich solche Kalibrierungsdaten zu verwenden, die von einer Autorisierungsinstanz als verwendbar eingestuft wurden.

Durch Verwendung einer Autorisierungsinstanz, wie bspw. einem Überprü fungstechniker, die bzw. der jeweilige ermittelte Kalibrierungsdaten als ver wendbar einstuft, kann durch die Autorisierungsinstanz vorgegeben werden, welche Kalibrierungsdaten bzw. welche Arbeitsabläufe einer ersten Klasse, bspw. der Klasse "in Ordnung", und welche Arbeitsabläufe einer weiteren Klas- se, bspw. der Klasse "nicht in Ordnung" oder einer Klasse "Nacharbeit" zuge ordnet werden. Dazu kann die Autorisierungsinstanz Datenpunkte, die während eines Arbeitsprozesses eines Produkts ermittelt wurden, auswählen, und an hand mindestens eines Qualitätskriteriums, wie bspw. einem korrekten Produkt oder einem Video eines Arbeitsablaufs, einstufen. Insbesondere können zufällig ausgewählte Datenpunkte aus bereits erfassten Arbeitsdaten der Autorisie rungsinstanz präsentiert werden, um eine stichprobenartige Überprüfung jewei liger Kalibrierungsdaten zu ermöglichen und ein falsches bzw. ungeeignetes Training des maschinellen Lerners zu verhindern.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Überprüfungssys tems ist vorgesehen, dass die mindestens eine Recheneinheit dazu konfiguriert ist, lediglich solche Kalibrierungsdaten für das Training des maschinellen Lerners zu verwenden, die einem Arbeitsablauf zum Erfassen jeweiliger von dem Erfassungssystem für die Zuordnung ermittelter Arbeitsdaten entsprechen bzw. die lediglich bei einem Arbeitsablauf zum Erfassen jeweiliger von dem Er fassungssystem für die Zuordnung ermittelter Arbeitsdaten ermittelt wurden.

Die erfindungsgemäß vorgesehene mindestens eine Recheneinheit kann bspw. anhand eines von einem Werker oder einem Werkzeug bereitzustellenden Iden tifikationscodes einen aktuell zu überprüfenden Arbeitsablauf erkennen und je weilige dem Arbeitsablauf entsprechende Arbeitsdaten in jeweiligen verfügba ren Kalibrierungsdaten auswählen. Dazu kann sich der Werker bzw. das Werk zeug bspw. mittels eines Scanners, der einen Identifikationscode des Werkers oder des Werkezugs erfasst, an dem Überprüfungssystem anmelden.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Überprüfungssys tems ist vorgesehen, dass der mindestens eine Speicher ein zentraler Speicher ist, der mit einer Vielzahl an Recheneinheiten verbunden ist, die jeweils zum Trainieren ihrer jeweiligen maschinellen Lerner auf durch den zentralen Spei cher bereitgestellte Kalibrierungsdaten zugreifen. Insbesondere kann der mindestens eine erfindungsgemäß vorgesehene Spei cher ein sogenannter "Cloudpseicher" sein, der jeweilige Recheneinheiten ei nes Überprüfungssystems bzw. mehrerer Überprüfungssysteme mit Kalibrie rungsdaten versorgt bzw. entsprechende Kalibrierungs- und/oder Sensordaten verwaltet.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Überprüfungssys tems ist vorgesehen, dass die mindestens eine Recheneinheit dazu konfiguriert ist, die Zuordnung unter Verwendung eines Spektrogramms von durch das mindestens eine Erfassungssystem bereitgestellten Arbeitsdaten durchzufüh ren.

Anhand eines Spektrogramms können insbesondere Schwingungen, die beim Durchführen eines Arbeitsablaufs erzeugt und erfasst wurden, dargestellt und für eine Durchführung einer Zuordnung bzw. einer Überprüfung verwendet wer den.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Überprüfungssys tems ist vorgesehen, dass das Erfassungssystem dazu konfiguriert ist, mindes tens eine Datengattung der folgenden Liste Datengattungen, insbesondere an einer jeweiligen Ausführungseinheit, zu erfassen: Luftdruckdaten, Temperatur daten, Drehratenänderungsdaten, Beschleunigungsdaten, Körperschalldaten, Frequenzdaten, Vibrationsdaten, Audiodaten.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Überprüfungssys tems ist vorgesehen, dass die mindestens eine Recheneinheit weiterhin dazu konfiguriert ist, zumindest für den Fall, dass der zumindest eine Teil des Ar beitsablaufs der ersten Klasse zuzuordnen ist, zumindest ein Protokollierungs signal zusammen mit einem Hinweis auf den jeweiligen Arbeitsablauf auf dem mindestens einen Speicher zu hinterlegen und in Abhängigkeit eines bereitzu stellenden Steuerungsbefehls auf der mindestens einen Ausgabeeinheit auszu geben. Mittels eines Protokollierungssignals kann eine Überprüfung eines jeweiligen Arbeitsablaufs datentechnisch erfasst und archiviert werden, so dass ein Er gebnis der Überprüfung des jeweiligen Arbeitsablaufs abrufbar und kontrollier bar hinterlegt werden kann.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Überprüfungssys tems ist vorgesehen, dass die mindestens eine Ausgabeeinheit dazu konfigu riert ist, von einem Arbeiter getragen zu werden. Die mindestens eine Ausga beeinheit steht hierbei über eine Kommunikationsschnittstelle mit der mindes tens einen Recheneinheit und/oder dem mindestens einen Speicher in kommu nikativer Verbindung und ist dazu konfiguriert, auf der mindestens einen Aus gabeeinheit zumindest oder lediglich ein jeweiliges Rückmeldungssignal auszu geben, das einem Arbeitsablauf zugeordnet ist, der dem Arbeiter zugeordnet ist.

Mittels eines Rückmeldungssignals, das einem Arbeiter bzw. einem Werker auf einer Ausgabeeinheit ausgegeben wird, kann dem Werker in Echtzeit, d.h. ins besondere instantan, wie bspw. in einem zeitlichen Bereich zwischen 50 Milli sekunden und 2 Sekunden, ein Rückmeldungssignal bereitgestellt werden, das dem Werker ein Ergebnis einer Zuordnung bzw. einer Überprüfung jeweiliger durch den Werker bereitgestellter Arbeitsdaten durch den erfindungsgemäß vorgesehenen maschinellen Lerner bzw. durch das erfindungsgemäße Über prüfungssystem meldet. Anhand des Rückmeldesignals kann der Werker ent scheiden, ober er den Arbeitsablauf wiederholt oder frei gibt.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Überprüfungssys tems ist vorgesehen, dass das mindestens eine Erfassungssystem mindestens ein Magnetometer umfasst und dazu konfiguriert ist, mittels des mindestens einen Magnetometers ermittelte Magnetfelddaten dem mindestens einen Spei cher bereitzustellen. Dabei ist der mindestens eine Speicher dazu konfiguriert, die Magnetfelddaten der mindestens einen Recheneinheit bereitzustellen. Die mindestens eine Recheneinheit ist dazu konfiguriert, die Magnetfelddaten mit einer vorgebebenen Magnetfelddatenbasis unter Verwendung eines maschinel- len Lerners abzugleichen und das Rückmeldungssignal lediglich dann auf der mindestens einen Ausgabeeinheit auszugeben, wenn die Magnetfelddaten durch den maschinellen Lerner einer ersten Klasse zugeordnet werden können.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Überprüfungssys tems ist vorgesehen, dass die mindestens eine Recheneinheit weiterhin dazu konfiguriert ist, für den Fall, dass jeweilige Arbeitsdaten einer Klasse zugeord net werden können, die einem jeweiligen Steuerungsbefehl zugeordnet ist, den jeweiligen Steuerungsbefehl automatisch zu aktivieren.

Durch eine Zuordnung eines Steuerungsbefehls zu einer Klasse, wie bspw. ei ner Klasse "in Ordnung", kann eine Durchführung des Steuerungsbefehls au tomatisch an eine korrekte Ausführung eines Arbeitsablaufs gekoppelt werden. Mit anderen Worten führt eine Zuordnung eines Steuerbefehls an eine Zuord nung jeweiliger Arbeitsdaten an eine jeweilige Klasse dazu, dass ein Prozess bzw. ein Steuerungsbefehl nur dann ausgeführt wird, wenn die Arbeitsdaten jeweilige Kriterien bzw. ein jeweiliges Schema zur Zuordnung in die jeweiligen Klasse erfüllen und entsprechend "valide" sind.

Ferner betrifft die vorgestellte Erfindung ein Verfahren zum Überprüfen eines Arbeitsablaufs, umfassend die folgenden Schritte:

a) Anordnen mindestens eines Erfassungssystems an mindestens einer Aus führungseinheit zum Ausführen zumindest eines Teils des Arbeitsablaufs, b) Erfassen mittels des mindestens einen Erfassungssystems Arbeitsdaten beim Ausführen des zumindest einen Teils des Arbeitsablaufs,

wobei die Arbeitsdaten zumindest in die mindestens eine Ausführungseinheit induzierte Schwingungen umfassen,

c) Bereitstellen der Arbeitsdaten durch das mindestens eine Erfassungssystem, das mit dem mindestens einen Speicher in kommunikativer Verbindung steht, d) Bereitstellen der Arbeitsdaten für die mindestens eine Recheneinheit durch den mindestens einen Speicher,

e) Zuordnen der Arbeitsdaten unter Verwendung mindestens eines maschinel len Lerners zu einer ersten oder mindestens einer zweiten Klasse, f) Ausgeben eines Signals auf der mindestens einen Ausgabeeinheit, zumindest für den Fall, dass der zumindest eine Teil des Arbeitsablaufs der ersten Klasse zugeordnet wird, durch die mindestens eine Recheneinheit.

Die Schritte a) bis f) könnten zeitlich aufeinanderfolgend, zeitgleich oder in be liebiger Reihenfolge durchgeführt werden.

Das vorgestellte Verfahren dient insbesondere zum Betrieb des vorgestellten Überprüfungssystems.

Ferner betrifft die vorgestellte Erfindung ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln zum Steuern des vorgestellten Überprüfungssystems, das bei Ausführung durch eine Prozessoreinheit dafür ausgebildet ist, die Ver fahrensschritte des vorgestellten Verfahrens durchzuführen.

Ferner betrifft die vorgestellte Erfindung ein Erfassungssystem zum Erfassen von Arbeitsdaten. Das Erfassungssystem umfasst mindestens einen Körper schallsensor zum Erfassen von in einen Körper, wie bspw. einen Körper eines das Erfassungssystems tragenden Werkers oder einen Körper eines das Erfas sungssystem tragenden Werkzeugs, eingeleiteten Schwingungen. Das Erfas sungssystem ist dazu konfiguriert, als Teil des vorgestellten Überprüfungssys tems Messdaten zu erfassen und jeweilige erfasste Messdaten der mindestens einen Recheneinheit des Überprüfungssystems als Arbeitsdaten bereitzustel len. Das Erfassungssystem kann darüber hinaus ferner mindestens ein Accele- rometer umfassen.

Das Erfassungssystem kann bspw. als sogenanntes "wearable", wie bspw. ein Armband oder eine Armbanduhr ausgestaltet sein.

Ferner kann das Erfassungssystem als Implantat, d.h. als ein zumindest teil weise in einen jeweiligen Körper bzw. eine jeweilige Ausführungseinheit einge- brachtes bzw. einbringbares Objekt ausgestaltet sein. In einer möglichen Ausgestaltung umfasst das Erfassungssystem eine Ausga beeinheit des erfindungsgemäßen Überprüfungssystems. Dazu kann das Er fassungssystem bspw. mindestens eine Anzeige und/oder mindestens einen Lautsprecher und/oder mindestens einen Aktuator umfassen.

Sowohl die Ausgabeeinheit des erfindungsgemäßen Überprüfungssystems als auch das erfindungsgemäße Erfassungssystem können jeweils als Implantat ausgestaltet sein, das in eine Ausführungseinheit einbringbar ist. Selbstver ständlich können die Ausgabeeinheit und das Erfassungssystem als kombinier te bzw. einstückige oder integrierte Einheit ein einzelnes Implantat bilden, das in eine Ausführungseinheit einbringbar ist.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Be schreibung und der beiliegenden Zeichnung.

Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Figur 1 zeigt eine mögliche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Überprü fungssystems.

Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Datenverarbeitungsprozes ses durch den erfindungsgemäß vorgesehenen maschinellen Lerner.

Figur 3 zeigt eine mögliche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfah rens.

In Figur 1 ist ein Überprüfungssystem 100 dargestellt.

Das Überprüfungssystem 100 umfasst ein Erfassungssystem 101 , eine Re cheneinheit 103, einen Speicher 105 und eine Ausgabeeinheit 107. Das Erfassungssystem 101 ist dazu konfiguriert, an einer Ausführungseinheit 109 angeordnet zu werden. Die Ausführungseinheit 109 kann bspw. ein Werk zeug, ein Anzug oder ein Werker bzw. Arbeiter sein. Insbesondere kann das Erfassungssystem 101 an einem Körperteil, wie bspw. einer Hand, insbesonde re einem Handgelenk eines Werkers als Ausführungseinheit 109 angeordnet sein.

Alternativ kann das Erfassungssystem 101 an einem Arm eines Roboters, der als Ausführungseinheit 109 dient, angeordnet sein.

Das Erfassungssystem 101 kann bspw. ein Armreif oder ein Fingerring sein.

Das Erfassungssystem 101 umfasst insbesondere einen Körperschallsensor zum Erfassen von durch ein Kontaktobjekt in das Erfassungssystem 101 einge leiteten Schwingungen. Der Körperschallsensor kann bspw. mindestens ein Mikrofon umfassen.

Das Erfassungssystem 101 kann bspw. spezifisch für eine jeweilige Ausfüh rungseinheit ausgestaltet sein, so dass die jeweilige Ausführungseinheit 101 anhand des Erfassungssystems 101 identifiziert werden kann. Dazu kann das Erfassungssystem 101 bspw. einen Nahfeldkommunikationschip (NFC) umfas sen, der sich mit einer Basisstation, die bspw. an einer jeweiligen Arbeitsstation angeordnet sein kann, verbinden kann.

Das Erfassungssystem 101 ermöglicht insbesondere das Erfassen von manuell durchgeführten Arbeitsabläufen mit jeweils einem oder mehreren Arbeitsschrit ten. Dazu kann das Erfassungssystem 101 bspw. ein Accelerometer und/oder ein Gyrometer und/oder ein Magnetometer umfassen.

Weiterhin kann das Erfassungssystem 101 an einem Werkzeug, wie bspw. ei nem Schrauber, der als Ausführungseinheit 109 dient, angeordnet sein. Es ist denkbar, dass das Erfassungssystem 101 mehrere Komponenten um fasst, die an verschiedenen Ausführungseinheiten 109 oder an verschiedenen Teilen einer Ausführungseinheit 109 angeordnet sind.

Das Erfassungssystem 101 ist weiterhin dazu konfiguriert, Arbeitsdaten beim Ausführen zumindest einen Teils eines Arbeitsablaufs durch die Ausführungs einheit 109 zu erfassen, wobei die Arbeitsdaten zumindest in die mindestens eine Ausführungseinheit eingeleitete Schwingungen, insbesondere mechani sche ausgelöste Vibrationen, umfassen.

Durch das Erfassungssystem 101 , das den Körperschallsensor umfasst, kön nen bspw. Vibrationen an Fingerspitzen eines Werkers erfasst und datentech nisch verarbeitet werden. Dazu werden die Vibrationen durch das Erfassungs system 101 in elektrische Signale umgewandelt.

Das Erfassungssystem 101 steht mit dem Speicher 105 in kommunikativer Ver bindung und ist dazu konfiguriert, die Arbeitsdaten dem Speicher 105 bereitzu stellen. Dies bedeutet, dass das Erfassungssystem 101 dazu konfiguriert ist, die Arbeitsdaten in den Speicher 105 zu laden bzw. die Arbeitsdaten für einen Download durch den Speicher 105 zur Verfügung zu stellen.

Der Speicher 105 ist dazu konfiguriert, die Arbeitsdaten der Recheneinheit 103 bereitzustellen. Dies bedeutet, dass der Speicher 105 dazu konfiguriert ist, die Arbeitsdaten in die Recheneinheit 103 zu laden bzw. die Arbeitsdaten für einen Download durch die Recheneinheit 103 zur Verfügung zu stellen.

Die Recheneinheit 103 ist dazu konfiguriert, die Arbeitsdaten unter Verwendung mindestens eines maschinellen Lerners einer ersten oder mindestens einer zweiten Klasse, wie bspw. einer der Klassen "in Ordnung", "nicht in Ordnung" oder "Nacharbeit" zuzuordnen.

Die Recheneinheit 103 ist weiterhin dazu konfiguriert, zumindest für den Fall, dass der zumindest eine Teil des Arbeitsablaufs der ersten Klasse zuzuordnen ist, zumindest ein Rückmeldungssignal auf der Ausgabeeinheit 107 auszuge ben. Dazu kann die Recheneinheit bspw. einen Steuerungsbefehl an die Aus gabeeinheit 107 übermitteln, der die Ausgabeeinheit 107 dazu konfiguriert, ein Rückmeldungssignal, wie bspw. ein Leuchten in einer vorgegebenen Farbe und/oder einen Tönen in einem bestimmten Ton bzw. einer Tonfolge auszuge ben.

Es kann bspw. der ersten Klasse ein erstes Rückmeldungssignal und jeder wei teren Klasse entsprechend ein jeweils weiteres Rückmeldungssignal zugeord net sein, so dass anhand eines jeweiligen ausgegebenen Rückmeldungssignals die Zuordnung der Arbeitsdaten zu einer jeweiligen Klasse erkannt werden kann.

Die Recheneinheit 103 kann dazu konfiguriert sein, durch Verwendung von Ar beitsdaten, die von verschiedenen Sensoren des Erfassungssystems 101 ermit telt wurden, eine Validierung einer jeweiligen Zuordnung von Arbeitsdaten zu einer Klasse vorzunehmen. Dies bedeutet, dass die Recheneinheit 103 dazu konfiguriert sein kann, eine Kreuzvalidierung vorzunehmen, bei der bspw. Audi- odaten mittels Magnetdaten validiert werden.

Das Überprüfungssystem 100 kann bspw. dazu konfiguriert sein, eine Erken nung und/oder Absicherung von Schraubvorgängen anhand von durch einen Akkuschrauber entstehenden Schwingungen zu erfassen und zu qualifizieren, d.h. einer jeweiligen Klasse zuzuordnen.

Nach einem Kalibrierungsvorgang, bei dem der maschinelle Lerner mit Trai ningsdaten trainiert wird, kann das Überprüfungssystem bspw. erkennen, ob eine Schraube eingeschraubt wurde und welche Schraube eingeschraubt wur de.

Dabei erzeugt das Überprüfungssystem 100 ein Rückmeldungssignal, das an zeigt, ob ein jeweiliger Schraubvorgang durch den maschinellen Lerner bspw. einer ersten Klasse "in Ordnung" oder einer weiteren Klasse "nicht in Ordnung" zugeordnet wurde. Dazu werden bspw. Geräusche (Luftschall und Körper schall), die ein jeweiliger Schrauber im Betrieb erzeugt, wenn er (I.) eine Schraube sauber verschraubt, wenn er (II.) auf dem Schraubenkopf abrutscht oder (lll.)wenn die Schraube verkantet eingeschraubt wird oder (IV.) wenn in die Luft geschraubt wird, durch den maschinellen Lerner unterschieden.

Abgesichert werden jeweilige erkannte Arbeitsabläufe durch das Magnetometer und eine Lageerkennung durch das Gyrometer und Accelerometer. Dazu kön nen bspw. jeweilige mittels des Magnetometers und/oder mittels des Gyrome- ters ermittelte Arbeitsdaten einem separaten Zuordnungsprozess unterzogen werden, um den anhand der Schwingungsdaten durchgeführten Zuordnungs prozess bspw. mittels einer Kreuzvalidierung zu überprüfen.

Das Überprüfungssystem 100 kann ferner insbesondere Einrastvorgänge bzw. Einrastungen erkennen, klassifizieren und datentechnisch verarbeiten. Eine Art einer Einrastung kann dazu abhängig von einem jeweiligen Taktschritt in einer Produktionsstraße erkannt werden. Somit kann bspw. eine Anzahl von erkann ten Einrastungen mit einer vorgegebenen Anzahl verglichen werden, um einen entsprechenden Arbeitsablauf zu überprüfen.

Ferner kann das Überprüfungssystem 100 eine Herzrate eines Werkers bspw. unter Verwendung des Körperschallsensors oder eines Herzratensensors auf nehmen und datentechnisch verarbeiten.

Weiterhin kann mittels des Accelerometers bzw. des Gyrometers eine Lageer kennung eines jeweiligen Werkers (stehend/liegend/aufgestützt) durchgeführt und ein medizinischer Notfall erkannt bzw. gemeldet werden. Eine Absicherung eines Erkennens von medizinischen Notfällen kann bspw. über ein Mikrofon (Schall beim Hinfallen bzw. Kollision) erfolgen.

Über den Körperschallsensor kann das Überprüfungssystem 100 ferner Interak tionen eines Werkers mit dem Überprüfungssystem 100 direkt wahrnehmen. Hierdurch kann der Werker bspw. über das Erfassungssystem 101 Steuerungs- befehle an eine mit dem Überprüfungssystem 100 in kommunikativem Kontakt stehende Einheit, wie bspw. ein Produktionssteuerungssystem, übermitteln. Bspw. kann ein einmaliges Klopfen eine Quittierung eines Arbeitsablaufs be deuten, während 2x Klopfen einen Bandstopp auslöst. Die ausgelösten Aktio nen können ggf. durch den Werker selbst gesteuert werden.

Das Überprüfungssystem 100 dient insbesondere zum Erkennen und Überprü fen folgender Arbeitsvorgänge: Durchführen von Steckverbindungen, Durchfüh ren von Einrastbewegungen, Durchführungen von Schraubvorgängen sowie zum Erkennen von medizinischen Notfällen, Erkennen von Gesten bzw. Klopf geräuschen und einer Anmeldung an eine Basisstation, d.h. zum Durchführen eines Identifikationsprozesses zum Identifizieren einer jeweiligen Ausführungs einheit an einer Basisstation. Dazu kann das Überprüfungssystem bspw. einen oder eine Kombination der folgenden Sensoren verwenden: Körper schallsensor, Barometer, Accelerometer, Gyrometer, Temperatursensor, Mag netometer, Mikrofon und Nahfeldkommunikationschip (NFC).

Der Speicher 105 kann ein lokaler Speicher oder ein sogenannter "Cloud Spei cher" sein und dazu konfiguriert sein, darin gespeicherte Arbeitsdaten bzw. Ka librierungsdaten für maschinelle Lerner einer Vielzahl verschiedener Überprü fungssysteme 100 bereitzustellen. Dies bedeutet, dass bspw. der Speicher 105 mit Kalibrierungsdaten befüllt wird, die von Ausführungseinheiten einer ersten Produktionsstraße ermittelt wurden, so dass die Kalibrierungsdaten zum Über prüfen von Ausführungseinheiten einer zweiten zu der ersten Produktionsstraße ähnlichen Produktionsstraße verwendet werden können.

In Figur 2 ist ein Ablauf eines Zuordnungsprozesses bzw. eines Klassifikations prozesses 200 mittels eines maschinellen Lerners 201 dargestellt. Der maschi nelle Lerner 201 wird bspw. von der Recheneinheit 103, wie sie in Figur 1 dar gestellt ist, ausgeführt.

Der maschinelle Lerner 201 , der bspw. ein künstliches neuronales Netzwerk, eine Support Vector Maschine und/oder jedes weitere mathematische Klassifi- kationsverfahren umfassen kann, erhält als Arbeitsdaten 203 für einen jeweili gen Arbeitsvorgang Sensordaten 205, 207, die von Sensoren des Erfassungs systems 101 , wie es bspw. in Figur 1 dargestellt ist, ermittelt wurden.

Anhand eines durch den maschinellen Lerner 201 gebildeten Zuordnungs schemas ordnet der maschinelle Lerner die Arbeitsdaten 205, 207 und, dadurch bedingt, den jeweiligen Arbeitsvorgang, einer ersten Klasse 215 oder einer wei teren Klasse 217 zu.

Um das von dem maschinellen Lerner 201 verwendete Zuordnungsschema zu generieren bzw. zu optimieren, wird der maschinelle Lerner 201 mit Kalibrie rungsdaten 209 trainiert. Die Kalibrierungsdaten umfassen Sensordaten 21 1 , 213 und eine vorgegebene Klassenzuordnung 219. Entsprechend wird der ma schinelle Lerner 201 das von ihm verwendete Zuordnungsschema bei einem Kalibrierungs- bzw. Trainingsprozess automatisch derart konfigurieren, dass die Sensordaten 21 1 und 213 der Klassenzuordnung 219 entsprechend entweder der ersten Klasse 215 oder der zweiten Klasse 217 zugeordnet werden. Das während des Kalibrierungsprozesses erzeugte Zuordnungsschema wird an schließend auf die Arbeitsdaten 203 angewendet.

Die Klassenzuordnung 219 in den Kalibrierungsdaten 209 kann bspw. von ei nem überwachenden Techniker vorgegeben sein.

Es denkbar, dass zum Betrieb des Überprüfungssystems 100 der maschinelle Lerner 201 unter Verwendung von Kalibrierungsdaten 209 trainiert wird, die an hand von Ausführungseinheiten einer ersten Produktionsstraße ermittelt wur den, um Arbeitsdaten 203 zu überprüfen, d.h. einer Zuordnung zu der ersten Klasse 215 oder der weiteren Klasse 217 zu unterziehen, die anhand von Aus führungseinheiten einer zweiten Produktionsstraße ermittelt wurden.

Es ist denkbar, dass der maschinelle Lerner 201 fortlaufend aktualisiert wird, indem die Kalibrierungsdaten 209 ergänzt bzw. geändert werden, so dass der maschinelle Lerner 201 sein Zuordnungsschema an die geänderten Kalibrie rungsdaten anpassen muss.

In Figur 3 ist ein Verfahren 300 zum Überprüfen eines Verschraubungsvor gangs als Arbeitsablaufs dargestellt. Das Verfahren 300 umfasst die folgenden Schritte:

Anordnungsschritt 301 zum Anordnen mindestens eines Erfassungssystems an mindestens einem Werker als Ausführungseinheit zum Ausführen zumindest eines Teils des Verschraubungsvorgangs.

Bspw. kann das Erfassungssystem als Armband und/oder Ring ausgestaltet sein, das bzw. die an einer Hand des Werkers angeordnet wird bzw. werden.

Erfassungsschritt 303 zum Erfassen von Arbeitsdaten beim Ausführen des zu mindest einen Teils des Verschraubungsvorgangs mittels des mindestens einen Erfassungssystems , wobei die Arbeitsdaten zumindest in den Werker beim Schrauben induzierte Schwingungen umfassen.

Anhand der Schwingungen bzw. Vibrationen, die beim Ausführen des Schraub vorgangs entstehen, kann auf eine korrekte oder eine fehlerhafte Verschrau bung geschlossen werden.

Bereitstellungsschritt 305 zum Bereitstellen der Arbeitsdaten zum Speichern in dem mindestens einen Speicher durch das mindestens eine Erfassungssystem, das mit dem mindestens einen Speicher in kommunikativer Verbindung steht.

Bereitstellungsschritt 307 zum Bereitstellen der Arbeitsdaten für die mindestens eine Recheneinheit durch den mindestens einen Speicher.

Zuordnungsschritt 309 zum Zuordnen der Arbeitsdaten zu einer ersten oder mindestens einer zweiten Klasse mittels eines maschinellen Lerners. Bspw. kann anhand der Arbeitsdaten ein jeweiliger Schraubvorgang einer Klas se "in Ordnung" oder einer Klasse "nicht in Ordnung" zugeordnet werden.

Ausgabeschritt 31 1 zum Ausgeben eines Signals auf der mindestens einen Ausgabeeinheit, zumindest für den Fall, dass der zumindest eine Teil des Ar beitsablaufs der ersten Klasse zugeordnet wird, durch die mindestens eine Re cheneinheit.

Bspw. kann dem Werker mittels eines Vibrators, der in dem Erfassungssystem integriert ist, eine vorgegebene Anzahl von Vibrationsstößen ausgegeben wer den. Bspw. können zwei Vibrationsstöße eine Zuordnung der Arbeitsdaten zu der Klasse "in Ordnung" und drei Vibrationsstöße eine Zuordnung der Arbeits daten zu der Klasse "nicht in Ordnung" signalisieren. Entsprechend kann der Werker anhand eines jeweiligen ausgegebenen Signals entscheiden, ob der entsprechende Arbeitsablauf zu korrigieren ist oder freigegeben werden kann.

BEZUGSZEICHENLISTE

100 Überprüfungssystem

101 Erfassungssystem

103 Recheneinheit

105 Speicher

107 Ausgabeeinheit

109 Ausführungseinheit

200 Klassifikationsprozess

201 maschineller Lerner

203 Arbeitsdaten

205 Sensordaten

207 Sensordaten

209 Kalibrierungsdaten

21 1 Sensordaten

213 Sensordaten

215 erste Klasse

217 weitere Klasse

219 Zuordnungsdaten

300 Verfahren

301 Anordnungsschritt

303 Erfassungsschritt

305 Bereitstellungsschritt 307 Bereitstellungsschritt 309 Zuordnungsschritt

31 1 Ausgabeschritt