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Instand Factory Maps

Fabriklayout im Flug erfassen

Im Forschungsprojekt ‚Instant Factory Maps‘ des Instituts für Integrierte Produktion Hannover IPH werden Fabriklayouts per Kameradrohne erfasst. Bei einem kurzen Rundflug durch die Fabrik nimmt die Drohne Tausende Fotos auf, die eine Software automatisch zu einem dreidimensionalen Layout zusammensetzt.

(Bild: IPH)

Eine neue Methode zur Layouterfassung in Fabriken haben Wissenschaftler des Instituts für Integrierte Produktion Hannover (IPH) im Forschungsprojekt ‘Instant Factory Maps‘ entwickelt. Dazu wurde eine Drohne mit drei Kameras ausgestattet, um während eines einzigen Flugs Tausende Fotos aus unterschiedlichen Perspektiven aufnehmen zu können. Die Bilder werden anschließend zu einem 3D-Layout zusammengesetzt.

Auf Praxistauglichkeit getestet

Die Lösung wurde bei Versuchen in vier unterschiedlichen Unternehmen auf ihre Praxistauglichkeit geprüft. „Mit der Drohne konnten wir innerhalb einer halben Stunde eine 800m² große Fabrikhalle vermessen“, sagt Projektleiter Dominik Melcher. Die Zeitersparnis durch den Einsatz der Drohne ist im Vergleich zur manuellen 2D-Layouterfassung enorm. Müsste ein Ingenieur sämtliche Maße mit einem Laserscanner per Hand aufnehmen und notieren, würde das etwa ein bis zwei Wochen in Anspruch nehmen. Zwar wird nicht mehr jedes Fabriklayout mit so viel Aufwand erfasst — inzwischen sind moderne und schnelle 3D-Messmethoden verbreitet — doch auch gegenüber diesen Methoden sehen die Wissenschaftler einen entscheidenden Vorteil: Aus der Vogelperspektive lässt sich jeder Winkel der Fabrik erfassen. „Wir können schnell über jede Maschine hinweg fliegen und dahinter schauen“, sagt Melcher. „Und wir können ganz einfach messen, wie viel Platz beispielsweise zwischen Hochregal und Hallendecke ist.“ Mit etablierten 3D-Messmethoden sei das nicht möglich, da diese grundsätzlich bodengebunden sind. Per Drohne kann man dagegen auch in unübersichtlichen Fabriken aus der Luft den Überblick behalten.

3D-Punktewolke entsteht

Die aufgenommenen Bilder werden von einer Fotogrammetrie-Software zusammensetzt — vergleichbar mit einem großen Puzzle. Dadurch entsteht eine sogenannte 3D-Punktewolke, die weiterverarbeitet werden kann. Im Forschungsprojekt haben die Ingenieure eine Methode entwickelt, um die Daten in zahlreiche kleinere 3D-Punktewolken aufzutrennen und so einzelne Objekte zu erkennen – etwa Maschinen, Anlagen, Regale und Paletten. „In einem CAD-Programm können wir das 3D-Layout dann bearbeiten. Also beispielsweise Anlagen an einen anderen Ort verschieben, Maschinen löschen oder hinzufügen und auf diese Weise ein neues Fabriklayout planen“, so Melcher. Die Genauigkeit ist für Groblayouts ausreichend: Derzeit werden die Maße auf etwa 5cm genau erfasst. „Die Genauigkeit werden wir in Zukunft noch verbessern“, sagt Melcher.

Noch keine Richtlinien

Langfristig planen die IPH-Ingenieure, die Drohne vollautomatisch durch Fabrikhallen fliegen zu lassen. Für die Layouterfassung könnte auch langfristig die Anreise zum Kunden entfallen, die Drohne könnte dann per Post verschickt werden, automatisch durch die Halle fliegen und die Fotos in eine Cloud hochladen. Momentan erfolgt die Steuerung jedoch manuell. Zudem darf die Drohne bei den meisten Unternehmen nur dann fliegen, wenn sich niemand in der Halle aufhält: „Für den Drohnenflug im Indoorbereich gibt es noch keine Richtlinien“, sagt Melcher, „deshalb sind die meisten Unternehmen da sehr vorsichtig.“ Um entsprechende Richtlinien zu erarbeiten hat das IPH bereits ein Folgeprojekt beantragt.


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