Assistent hilft beim Kommissionieren

Feature | 2. Mai 2007 von admin 0

Ein riesiges Lager mit endlos langen Regalreihen – und wo liegen nun die Gewindeverbindungen für den Kommissionierauftrag aus der Produktion? Ungelernte Arbeiter, die in Spitzenzeiten im Lager aushelfen, stehen hier vor einem Problem. Sie kennen sich nicht aus und müssen dennoch unter hohem Zeitdruck Kommissionieraufträge abarbeiten. Da wird schnell ein falscher Artikel geliefert, Rückläufe sind an der Tagesordnung. Aber auch erfahrene Kollegen, die meist mehrere Aufträge gleichzeitig erledigen, sind nicht gegen Fehler gefeit. Besonders hoch ist das Fehlerrisiko beispielsweise bei der nachträglichen Dateneingabe in eine Lagerverwaltungssoftware.

Hier schafft MICA Abhilfe. Das adaptive und multi-modale System unterstützt Lagerarbeiter entsprechend ihrem Kenntnisstand. Mit Sensoren und Ortungstechnologien wie RFID kann der intelligente Assistent nachvollziehen, in welchem Arbeitskontext sich die entsprechenden Mitarbeiter gerade befinden und ihnen bei Bedarf Hilfsangebote machen: entweder akustisch über ihr Headset oder grafisch auf einem Tablet-PC am Transportwagen. Akustische und optische Sensoren am Headset und Wagen erfassen nicht nur die Bewegungen der Mitarbeiter, sondern auch Daten aus der Umgebung, etwa Geräuschpegel und Helligkeit. Ist der Lärm zu groß, gibt das System die Information über den Bildschirm aus. Umgekehrt schaltet es automatisch auf Sprachausgabe, wenn sich der Lagerarbeiter vom Transportwagen entfernt oder wenn der Monitor aufgrund der Lichtverhältnisse schlecht ablesbar ist.

Orientierungsprobleme sind passé

Dank einer Echtzeit-Anbindung an SAP Extended Warehouse Management, die im nächsten Schritt für den MICA-Pilotprojekteinsatz bei einem Kunden geplant ist, entfällt die manuelle Dateneingabe und -pflege. Das System übernimmt die Aufträge dann direkt aus der Lagerverwaltungssoftware und weist sie den Mitarbeitern zu. Unerfahrenen Kollegen erklärt das System zudem bei Bedarf die einzelnen Arbeitsschritte. Auf dem Monitor sind die zu kommissionierenden Artikel als Bild zu sehen, wichtige Details, etwa die Kennnummer und wo sie angebracht ist, werden hervorgehoben.

Auch die Wegeplanung übernimmt der Assistent. Ein integriertes Routensystem führt den Mitarbeiter durch das Lager. Es ordnet die Kommissionieraufträge so, dass sie auf dem kürzesten Weg zu erledigen sind, gleichzeitig schwere und sperrige Artikel zuerst geladen werden und damit ganz unten in den Kisten auf dem Transportwagen liegen. Weicht ein unerfahrener Lagerarbeiter von der vorgesehenen Route ab, macht MICA ihn sofort mit einem Signalton auf den Irrtum aufmerksam und zeigt ihm die richtige Richtung an.

Dagegen toleriert das System die Abweichung bei erfahrenen Kollegen solange der Weg zu einem anderen Artikel für seinen Auftrag führt. Liegt kein relevanter Artikel an der Strecke, ertönt das Warnsignal und auf dem Bildschirm wird weitere Unterstützung über den Navigationsbereich sowie den gelb hervorgehobenen „Hilfe“-Knopf angebote

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Rückfragen beim Chef – per Audiokonferenz

Auch wenn ein Lagerarbeiter stehen bleibt und sich suchend umschaut, oder an den Regalen auf und abgeht, bietet MICA pro-aktiv Hilfestellung an. Der Mitarbeiter kann selbst entscheiden, ob er sie annehmen will. Arbeitet er einfach weiter, verschwindet die Hervorhebung wieder. Dank MICA muss der Mitarbeiter seine Tätigkeit nicht unterbrechen, um beispielsweise beim Lagerverwalter nachzufragen, wo der gesuchte Artikel zu finden ist. Benötigt er dennoch die Auskunft des Vorgesetzten – etwa wenn am vorgesehenen Lagerort der Artikel fehlt oder beschädigt ist – startet er mit MICA eine Audiokonferenz. Zusätzlich kann der Mitarbeiter dem Lagerverwalter über seine Helmkamera einen Blick auf das gewähren, um was es geht.

RFID-Sensoren im Boden des Transportwagens erfassen das Ein- und Ausladen der Artikel. So registriert das System, wenn ein falsches Teil im Wagen gelandet ist und weist den Lagerarbeiter an, es wieder aus der Kiste zu nehmen.

Vier Systemschichten für spezielle Aufgaben

Um dem adaptiven und multimodalen Ansatz von MICA zu entsprechen, entwickelte das Fraunhofer FIT eine neuartige, modulare Systemarchitektur mit speziellen Schichten für Sensorik, Aktorik, Modellierung und Dialogverwaltung. Die Module für Sensorik und Aktorik sind auf den jeweiligen Clients, Modellierung und Dialogverwaltung auf Serverseite realisiert. Sie sind flexibel gehalten, lassen sich also bei Bedarf hinzufügen oder wegnehmen, oder aber vom Client auf den Server verschieben und umgekehrt.

Die Sensor-Schicht dient dazu, die Interaktion des Anwenders zu erkennen sowie Tracking-Daten und Umgebungsparameter zu erfassen. Mikrofon, Stift oder Tastatur unterstützen die multimodale Interaktion, Tracking-Systeme sowie Sensoren für Bewegungen, Helligkeit und Lautstärke liefern benutzerrelevante Parameter und Kontextinformationen. RFID-Etiketten erfassen aufgabenbezogene Daten.

Diese Rohdaten werden in der Modellierungsschicht mit Hilfe von Erkennungs- und Integrationskomponenten weiterverarbeitet. Die Komponenten interpretieren beispielsweise die Sprache, Bewegungsmuster oder Gesten und leiten daraus Bedeutung ab. Zudem bringen sie Tracking-Daten in Zusammenhang mit dem hinterlegten räumlichen Modell, um die Position des Arbeiters im Lager zu bestimmen und Orientierungshilfen erst möglich zu machen.
Die Dialogverwaltung plant das Verhalten des Systems und verfeinert es. In diesem Modul lässt sich beispielsweise der Tracking-Modus ein- und ausschalten, so dass Aspekte der Privatsphäre berücksichtigt werden können. Die Schicht reagiert zudem auf pädagogische Ziele, in dem sie bestimmte Funktionen für einen unerfahrenen Anwender noch sperrt und mit wachsender Erfahrung nach und nach frei gibt. Die Dialogverwaltung koordiniert außerdem die Ausgabe der Inhalte an die Anwender entsprechend deren Präferenzen und der geeigneten Modalitäten.

Die Ausgabeschicht schließlich gewährleistet, dass die Lageristen die Informationen auch erhalten. Sie berücksichtigt bei der Ausgabe die technischen Gegebenheiten von Headset und Tablet-PC, etwa die Bildschirmgröße, und passt Helligkeit oder Lautstärke an.

Entwickler hospitieren im Lager

Das MICA-Projekt des Fraunhofer FIT wird seit Ende 2004 von SAP Research gefördert. MICA ist Teil des Forschungsschwerpunktes „Arbeitsplatz der Zukunft“ des SAP Research Standortes in Darmstadt. Hier werden Technologien erforscht, die einen wesentlichen Einfluss auf die Gestaltung unseres zukünftigen Arbeitsumfeldes haben werden. Die Vorgabe für MICA war, das System mit einem Prototyp für Warenlager umzusetzen. Um die Anforderungen an ein adaptives, multi-modales Assistenzsystem zu erheben führten die Entwickler in zwei großen Warenlagern Interviews mit Lagerarbeitern, Vorarbeitern und Verwaltern.

Darüber hinaus hospitierten sie jeweils einen Tag in beiden Lagern und erhielten dabei einen praktischen Einblick in die Lagerarbeit und einen Eindruck von den Problemen, die dabei entstehen können. So stellten die Entwickler fest, dass der Rücklauf aufgrund falsch gelieferter Artikel bei etwa fünf Prozent, teilweise auch höher liegt. Das verursacht nicht nur Kosten, sondern verärgert auch die Kunden. Dieses Problem löst MICA bereits in der Minimalkonfiguration mit Hilfe von RFID-Technologie. Seit Ende 2006 steht ein Prototyp zur Verfügung, der kurz davor steht, bei einem Kunden im Pilotbetrieb getestet zu werden.

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