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Die vorliegende Anmeldung bezieht
sich auf ein Montageanleitungssystem sowie ein Verfahren zur automatischen
Bereitstellung von in einer Datenbank gespeicherten Anweisungen
zur Montage von Bauteilen, wie durch den Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche beschrieben.
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Die Montage von Bauteilen, insbesondere bei
komplexen Endprodukten, wie Werkzeugmaschinen, Automobilen, etc.
ist ein ausgesprochen kritischer Vorgang. Der korrekte Ablauf der
Montagevorgänge
ist im wesentlichen Maße
ausschlaggebend für
die letztendlich resultierende Qualität des Endproduktes. Die Erfahrung
hat dabei gezeigt, dass eine Qualitätsendkomtrolle die Fehler,
die bereits bei de Montage gemacht wurden, nicht kompensieren kann. Für Montagehandhabungen
in der Industrie werden dem Werker Arbeitsanweisungen oder Hilfestellungen
allgemein mit konventionellen Methoden wie z. B. technischen Zeichnungen
zur Verfügung
gestellt. Momentan bekommen die Monteure die Montagevorgänge in der
Regel in eigenen Schulungen präsentiert
und erläutert.
Nachteilig zeigt sich, dass im konkreten Einsatz an der Montagestation
die geschulten Vorgänge
von den Monteuren nur schwer erinnert und somit ausgeführt werden
können.
Eine Wiederholung der Schulung ist mit hohen Zeit- und Kostenaufwand
verbunden. Des weiteren ist eine Schulung durch zusätzliches
Personal üblich,
die ebenfalls Zeit- und Kostenaufwände erfordern.
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Die korrekte Montage der Bauteile
ist in den Betrieben als Fügefolge
für das
jeweilige Produkt festgelegt, wobei die Fügefolgen in den unterschiedlichsten
Formen, d.h. in Papierform, aber auch in Form von digitalen Videodateien
vorliegen können. Diese
Videos können
auf Basis digitaler 3D CAD Modelle erzeugt werden, die ohnehin in
der Konstruktion in der Regel vorliegen. Problematisch ist es aber, dass
diese Fügefolgen
bzw. Montageanweisungen in aller Regel nicht am Ort der Montage
selbst vorliegen. Darüber
hinaus ist es ausgesprochen zeitaufwendig und somit teuer, wenn
der Monteur sich für
jedes zu montierende Bauteil zu nächst
die passende Fügefolge
heraussuchen muß.
Darüber
hinaus ist es problematisch, dass Rückmeldungen des Monteurs bezüglich inkorrekter
Fügefolgen
nur sehr bedingt Eingang in die Montageanweisungen finden.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es daher, ein Montageanleitungssystem vorzusehen, dass die Nachteile
des bekannten Standes der Technik umgeht und es dem Monteur ermöglicht Montageanweisungen
bzw. Fügefolgen
ohne großen
Aufwand in unmittelbarer Umgebung der Montagetätigkeit abzurufen, um den Montagevorgang
möglichst sicher
und präzise
zu gestalten.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale
der unabhängigen
Patentansprüche
gelöst,
wobei zweckmäßige Ausführungsformen
durch die Merkmale der Unteransprüche beschrieben werden.
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Vorgesehen ist ein Montageanleitungssystem
mit einer Datenbank zur Speicherung digitalisierter Montageanweisungen,
welches sich nach Maßgabe
der Erfindung dadurch auszeichnet, dass sie zumindest eine mit der
Datenbank synchronisierbare und mit einer Bauteilerkennungseinrichtung
versehene mobile Einheit zur automatischen Anzeige der mit dem jeweiligen
erkannten Bauteil entsprechenden Montageanweisung aufweist. Durch
das Montageanleitungssystem nach Maßgabe der Erfindung wird es dem
Monteur ermöglicht,
für einen
optimalen Fertigungsprozess auf einfache Art und Weise visuelle
Informationen zu nutzen, ohne dass er zum Auffinden der dem Bauteil
entsprechenden Montageanweisung selber tätig werden muss. Durch das
Montagesystem ergibt sich somit nicht nur ein Zeitvorteil, dem natürlich auch
ein konkreter wirtschaftlicher Nutzen entspricht, sondern es werden
auch Montageprobleme durch die fehlerhafte Auswahl von Montageanweisungen ähnlicher
Bauteile vermieden.
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Das Montageanleitungssystem ist dabei
vorzugsweise derart ausgebildet, daß es sich bei der mobilen Einheit
um einen Handheld-Computer handelt, der mit einem Massenspeicher
zur lokalen Speicherung von Montageanweisungen aus der Datenbank
versehen ist. Die Nutzung von mobilen Endgeräten ist ein wichtiger Bestandteil
der Erfindung, denn nur diese sind in der Lage, dem Monteur direkt
vor Ort die Informationen, wie sie heute in den Betrieben vorliegen,
in anschaulicher Weise zu präsentieren. Handheld-Computer
haben in der Zwischen zeit eine Leistungsfähigkeit erreicht, die es möglich macht, auch
aufwendig gestaltete digitale Montageanweisungen zu speichern, zu
verarbeiten und in akzeptabler Geschwindigkeit zur Anzeige zu bringen.
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Weiterhin kann es von Vorteil sein,
wenn der Massenspeicher der mobilen Einheit bzw. des Handheld-Computers
eine miniaturisierte Wechselfestplatte ist, die unabhängig von
der mobilen Einheit mit der Datenbank synchronisierbar ist. Auf
diese Weise können
an einem im Betrieb leicht erreichbaren PC mit Verbindung zu der
Datenbank mit den Montageanweisungen alle notwendigen Dateien für einen bestimmten
oder aber für
eine Vielzahl von Montagevorgängen
auf eine Wechselfestplatte kopiert werden, während eine andere Wechselfestplatte
an den Handheld-Computer angeschlossen ist. Auf diese Weise kann
die notwendige Speicherkapazität
in dem Handheld-Computer selbst reduziert werden, was sich vorteilhaft
auf das Gewicht, die Größe sowie den
Stromverbrauch der mobilen Einheit auswirken kann.
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Bevorzugter Weise handelt es sich
bei der optischen Erkennungseinrichtung der mobilen Einheit des
Montageanleitungssystemes darüber
hinaus um einen Barcodeleser, mit dem sich Barcodes, wie sie auf
Bauteilen zur Identifizierung vorhanden sind, einscannen lassen.
Der erfasste Barcode wird sodann mit einer entsprechenden Montageanweisung korreliert
und angezeigt, ohne dass es eines Eingriffes des Monteurs bedürfte.
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Das Montageanleitungssystem nach
Maßgabe
der vorliegenden Erfindung kann auch derart ausgestaltet sein, dass
die mobile Einheit über
eine Funkschnittstelle mit der Datenbank verbunden und synchronisierbar
ist. Auf diese Weise lassen sich die Montageanweisungen, die für das erkannte
Bauteil benötigt
werden, zeitnah auf die mobile Einheit übertragen werden, ohne dass
ein großer
Massenspeicher für
die Speicherung einer Vielzahl von Montageanweisungen vorhanden
sein muß.
Die drahtlose Synchronisation zwischen Datenbank und mobiler Einheit
bietet zweifellos den größten Freiraum
und damit den größten Vorteil
für den
Monteur.
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Das Montageanleitungssystem nach
Maßgabe
der vorliegenden Erfindung kann sich auch dadurch auszeichnen, dass
die mobile Einheit mit Sprachaufzeichnungseinrichtungen zur Aufzeichnung
von Kommentierungen zu den Montageanweisungen versehen ist, die
bei der Synchronisierung in Zuordnung zu den jeweiligen Montageanweisungen in
der Datenbank gespeichert werden. Erkennt der Werker bzw. der Monteur
Probleme wie z.B. fehlende Passgenauigkeit von Bohrungen etc., drückt er eine Taste
der mobilen Einheit bzw. des Handheld-Computers und kann einen entsprechenden
Kommentar sprechen oder schriftlich aufzeichnen, der von dem Handheld-Computer
aufgezeichnet und automatisch in der richtigen Zuordnung zu der
Montageanweisungsdatei auf der Festplatte der mobilen Einheit gespeichert
wird. Zu gegebener Zeit kann die Festplatte wieder direkt am PC
oder mit Hilfe der drahtlosen Verbindung mit der Datenbank abgeglichen
werden.
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Schließlich ist es besonders bevorzugt, wenn
das Montageanleitungssystem nach Maßgabe der vorliegenden Erfindung
derart ausgestaltet ist, dass die Montageanweisungen in der Form
von digitalen Videodateien vorgesehen sind, die die korrekte Montage
des erkannten Bauteils audiovisuell darstellen. Videodateien, insbesondere
wenn sie auf den 3D CAD Dateien basieren, die in der Konstruktion
der Unternehmen ohnehin vorhanden sind und die das zu montierende
Produkt in aller Regle im größtmöglichen
Detail beschreiben, bieten die größte Informationsdichte bei
gleichzeitiger leichter Erfassbarkeit, da der Montagevorgang dem
Monteur praktisch vorgespielt wird.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung
ist auch ein Verfahren zur automatischen Bereitstellung von in einer
Datenbank gespeicherten Anweisungen zur Montage von Bauteilen, welches
sich dadurch auszeichnet, dass das zu montierende Bauteil durch eine
an einem mit der Datenbank synchronisierbaren Handheld-Computer
vorgesehenen Bauteilerfassungseinrichtung erkannt wird, woraufhin
der Handheld-Computer automatisch die zu dem erkannten Bauteil gehörende Montageanweisung
aufruft und anzeigt. Vorzugsweise handelt es sich bei den Montageanweisungen
dabei um digitale Videodateien, die auf 3D-CAD-Modellen basieren,
die Bauteilerkennung erfolgt mittels Barcodescannern durch optische Erfassung
von auf den zu montierenden Bauteilen angebrachten Barcodes und
die Synchronisation der Montageanweisungen in der Datenbank sowie
dem Handheld-Computer erfolgt vorzugsweise über eine Funkschnittstelle,
wobei die Videodateien zur einfacheren und schnelleren Übertragung
vorzugsweise komprimiert werden.
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Das Verfahren nach Maßgabe der
vorliegenden Erfindung ist dabei vorzugsweise auch derart ausgestaltet,
dass die Synchronisation selektiv erfolgt, so dass nur diejenigen
Montageanwei sungen aus der Datenbank auf den Handheld-Computer gespeichert
werden, die die Montage des erkannten Bauteiles und dessen Montageumgebung
betreffen.
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Weiterhin ist das Verfahren nach
Maßgabe der
vorliegenden Erfindung vorzugsweise auch derart ausgestaltet, dass
bei der Synchronisation einerseits Montageanweisungen aus der Datenbank
auf den Handheld-Computer gespeichert werden und andererseits schriftliche
und/oder aufgezeichnete gesprochene Kommentare, die den jeweiligen
Montageanweisungen zugeordnet sind, zur Berücksichtigung bei der Überarbeitung
der Montageanweisungen in die Datenbank gespeichert werden, so dass wenn
der Monteur feststellt, dass es aufgrund von Fertigungsmängeln oder
unvollständiger
Arbeitsanweisungen nicht möglich
ist, das entsprechende Bauteil zu montieren, er mittels einfach
zu bedienender Sprachaufnahme die Möglichkeit hat, Kommentare aufzuzeichnen
und Sie entsprechend weiterzuleiten. Die Videodateien werden vorzugsweise
im Format Windows Media Video (WMV) dargestellt. Die Audiokommentare
werden im Wave-Format (WAV) gespeichert. Natürlich sind aber auch andere
geeignete Dateiformate denkbar.
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Das mobile Endgerät wird vorzugsweise mittels
eines automatischen Abgleichvorganges bezüglich der videobasierten Montageanweisungen
sowie der assoziierten Audiokommentare mit dem Basissystem einschließlich der
Datenbank mit den Montageanweisungen synchronisiert. Der Abgleich
kann durch einen routinemäßigen Vorgang
in festen zeitlichen Schritten, z.B. täglich, wöchentlich, durchgeführt werden,
aber auch nach Bedarf, z.B. wenn eine Änderung der Quelldaten vorliegt.
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Weitere Eigenschaften und Vorteile
der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung; darin zeigt:
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1 die
schematische Darstellung einer Ausführungsform des Montageanleitungssystemes.
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Die 1 zeigt
die schematische Darstellung einer Ausführungsform des Montageanleitungssystemes
nach Maßgabe
der vorliegenden Erfindung.
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Wie der 1 zu entnehmen ist, besteht die bevorzugte
Ausführungsform
des Montageanleitungssystems aus einem Computersystem 2 bzw.
einem Computernetzwerk mit all seinen Komponenten wie Servern, Arbeitsstationen,
etc. das in den Betrieb in dem das Montageanleitungssystem arbeit,
integriert ist. Auf dem Computer 2 ist eine Datenbank 4 zur
Speicherung digitalisierter Montageanweisungen installiert. Des
weiteren ist zumindest eine mit der Datenbank 4 über eine
bidirektionale Funkschnittstelle 6 synchronisierbare und
mit einer Bauteilerkennungseinrichtung 12, hier einem Barcodescanner, versehene
mobile Einheit 8 vorgesehen, wobei es sich in der dargestellten
Ausführungsform
bei der mobilen Einheit 8 um einen Handheld-Computer oder PDA
handelt. Der Barcodescanner 12 ist mit dem PDA 8 über eine
geeignete Schnittstelle, hier ein Kabel 14, verbunden.
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Der PDA 8 dient zur automatischen
Anzeige 10 der mit dem jeweiligen über einen Barcode 18 erkannten
Bauteil 16 entsprechenden Montageanweisung, die in der
dargestellten Ausführungsform
in Form von Videodateien in der Datenbank 4 abgelegt sind.
Der PDA 8, auf dessen Massenspeicher (nicht dargestellt)
im Rahmen der Synchronisation über
die Funkschnittstelle 6 die Montageanweisungsvideos, die
für den
jeweiligen Montagevorgang notwendig sind, gespeichert werden, wird
es dem Monteur ermöglicht,
für einen
optimalen Fertigungsprozess auf einfache Art und Weise visuelle
Informationen zu nutzen, ohne dass er zum Auffinden der dem Bauteil entsprechenden
Montageanweisung selber tätig
werden muss. Durch das Montagesystem ergibt sich somit nicht nur
ein Zeitvorteil, dem natürlich
auch ein konkreter wirtschaftlicher Nutzen entspricht, sondern es
werden auch Montageprobleme durch die fehlerhafte Auswahl von Montageanweisungen ähnlicher Bauteile
vermieden. Der erfasste Barcode 18 wird mit einer entsprechenden
Montageanweisung in der Datenbank 4 bzw. auf dem PDA 8 korreliert
und auf dem Bildschirm des PDA angezeigt, ohne dass es eines Eingriffes
des Monteurs bedürfte.
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Durch die Synchronisation des PDA 8 über die
bidirektionale Funkschnittstelle 6 mit der Datenbank 4 lassen
sich die Montageanweisungsvideos 10, die für das erkannte
Bauteil 16 benötigt
werden, zeitnah auf den PDA 8 übertragen, ohne dass ein großer Massenspeicher
für die
Speicherung einer Vielzahl von Montageanweisungen vorhanden sein muß. Auf diese
Weise bietet sich für
den Monteur der größtmögliche Freiraum
im Rahmen der Montagetätigkeit.
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Wie der 1 weiterhin zu entnehmen ist, ist der
PDA 8 mit Sprachaufzeichnungseinrichtungen 20 zur
Aufzeichnung von gesprochenen Kommentierungen zu den Montageanweisungen
versehen, die bei der Synchronisierung in Zuordnung zu den jeweiligen Montageanweisungen
in der Datenbank 4 gespeichert werden. Erkennt der Werker
bzw. der Monteur Probleme wie z.B. fehlende Passgenauigkeit von Bohrungen
etc., drückt
er eine Taste (nicht dargestellt) des PDA und kann einen entsprechenden Kommentar
sprechen, der von dem PDA aufgezeichnet und automatisch in der richtigen
Zuordnung zu der Montageanweisungsdatei auf der Festplatte des PDA
gespeichert und bei der nächsten
Synchronisation mit der Datenbank 4 in dieser gespeichert
wird. Gemäß dieser
Kommentierungen können
die Montaganweisungen sodann überarbeitet
werden, bzw. die Konstruktion der zu montierenden Bauteile korrigiert
werden.
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Die Montageanweisungen in der Form
von Videodateien basieren auf den 3D-CAD-Dateien, die in der Konstruktion
der Unternehmen ohnehin vorhanden sind und die das zu montierende
Bauteil in aller Regle im größtmöglichen
Detail beschreiben, da sie die größte Informationsdichte bei
gleichzeitiger leichter Erfassbarkeit bieten, da der Montagevorgang dem
Monteur praktisch vorgespielt wird.
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Das Montageanleitungssystem gemaß 1 arbeitet derart, dass
das zu montierende Bauteil 16 durch den an dem mit der
Datenbank 4 synchronisierbaren PDA 8 vorgesehenen
Barcodescanner 12 anhand des auf dem Bauteil 16 vorgesehenen Barcodes 18 erkannt
wird, woraufhin der PDA 8 automatisch das zu dem erkannten
Bauteil 16 gehörende
Montageanweisungsvideo 10 aufruft und anzeigt. Die Videodateien
sind zur einfacheren und schnelleren Übertragung zwischen Datenbank 4 und
PDA 8 dabei komprimiert.
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Als Anwendungsgebiete des Montageanleitungssystemes
nach Maßgabe
der vorliegenden Erfindung bieten sich sämtliche Bereiche, in denen Montagevorgänge durchgeführt werden,
wobei sich ein besonders hohes Nutzenpotential in der Automobil-
und -zulieferindustrie finden lassen sollte.
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Mit dem Montageanleitungssystem nach Maßgabe der
vorliegenden Erfindung werden die technischen Möglichkeiten geschaffen werden,
einem Monteur für
einen industriellen Montageprozess Montageanweisungen in Form von
digitalen Videos mithilfe eines Personal Digital Assistant (PDA)
verfügbar
zu machen, wodurch eine autarke Schulung im Selbststudium mithilfe
der vorgestellten Erfindung möglich
ist. Der Monteur erhält
gleichzeitig die technische Möglichkeit,
gesprochene Kommentare im Kontext zu dem jeweiligen Video aufzunehmen.
Die Kommentare werden abgespeichert und können für weitere Betriebsbereiche
(z.B Qualitätswesen)
zur Auswertung genutzt werden.