Neue Wege bei der Erfassung von Fabriklayouts sind Wissenschaftler des Instituts für Integrierte Produktion Hannover (IPH) gegangen. In dem Forschungsprojekt „Instant Factory Maps“ haben sie eine Drohne mit drei Kameras bestückt, um in einem einzigen Flug Tausende Fotos aus unterschiedlichen Perspektiven schießen zu können. Die Bilder werden anschließend zu einem 3D-Layout zusammengesetzt.

Dass der Blick aus der Vogelperspektive praxistauglich ist, haben Versuche bei vier verschiedenen Unternehmen gezeigt, die sich an dem Projekt beteiligt haben. „Mit der Drohne konnten wir binnen einer halben Stunde eine 800 m² große Fabrikhalle vermessen“, berichtet Projektleiter Dominik Melcher.

Vor allem im Vergleich zur manuellen 2D-Layouterfassung ist die Zeitersparnis 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 bietet die neue Drohnentechnik einen entscheidenden Vorteil: Aus der Vogelperspektive lässt sich jeder Winkel der Fabrik erfassen. „Wir können schnell über jede Maschine hinwegfliegen 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 dagegen behält man aus der Luft den Überblick – auch in unübersichtlichen Fabriken.

Tausende Einzelaufnahmen

Doch was geschieht nach dem Rundflug, wenn Tausende aus unterschiedlichen Winkeln aufgenommene Bilder vorliegen? Sie werden von einer Fotogrammetrie-Software wie ein Puzzle zusammengesetzt. Dabei entsteht eine so genannte 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 wie 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“, sagt Melcher. Die Genauigkeit ist für Groblayouts ausreichend: Derzeit werden die Maße auf etwa 50 mm exakt erfasst. Diese Genauigkeit werde man in Zukunft noch verbessern.

Langfristig wollen die IPH-Ingenieure die Drohne vollautomatisch durch Fabrikhallen fliegen lassen. Im Moment wird sie noch manuell gesteuert. Sie darf bei den meisten Unternehmen nur dann fliegen, wenn sich niemand in der Halle aufhält. Das kann während der Mittagspause oder am Wochenende sein. Der Grund ist: Für den Drohnenflug im Indoor-Bereich gibt es noch keine Richtlinien. Deshalb sind die meisten Unternehmen vorsichtig.

Um entsprechende Richtlinien zu erarbeiten und den vollautomatischen Drohnenflug innerhalb von Fabrikhallen zu ermöglichen, hat das IPH bereits ein Folgeprojekt beantragt. Zukunftsvision ist: Zur Layouterfassung müssen die Ingenieure nicht mehr zum Kunden reisen, sondern können ihre Drohne per Post schicken. Sie fliegt dann vollautomatisch durch die Halle und lädt die Aufnahmen in die Cloud hoch. Die Layouterfassung würde damit wesentlich günstiger und wäre in Fabriken weltweit möglich ohne teure Dienstreisen.

Das Forschungsprojekt „Instant Factory Maps“ wurde vom Bundeswirtschaftsministerium finanziert.

Institut für Integrierte Produktion Hannover gemeinnützige GmbH (IPH)

Hollerithallee 6

30419 Hannover

Ansprechpartner ist Dominik Melcher

Tel.: +49 511 27976-0

melcher@iph-hannover.de

www.factorymaps.iph-hannover.de