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Das selbstlernende Assistenzsystem MADDOX bietet eine Lösung für Maschinenstillstände in Produktionsanlagen. Im Interview erzählt Markus Windisch, Mitgründer der Peerox GmbH, von dem Entwicklungsprozess des smarten Systems.
MADDOX: „Betriebliches Wissensmanagement ins 21. Jahrhundert führen.“ – Interview mit Markus Windisch
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Das selbstlernende Assistenzsystem MADDOX bietet eine Lösung für Maschinenstillstände in Produktionsanlagen. Im Interview erzählt Markus Windisch, Mitgründer der Peerox GmbH, von dem Entwicklungsprozess des smarten Systems.
Wie kam die Idee des Assistenzsystem MADDOX zustande?
Andre Schult, Mitgründer und CEO, und ich haben am Fraunhofer IVV als Ingenieure an der technischen Verbesserung von Maschinen gearbeitet. Dabei verfolgten wir das Idealbild einer voll automatisierten, menschenleeren Fabrik, in der der Mensch als „Störquelle“ keine Rolle mehr spielt. Mit diesem Mindset gerieten wir jedoch 2015 in eine tiefe Sinnkrise. Der finale Auslöser war eine Begebenheit bei einer neuen Hightech Joghurtabfüllanlage.
Was ist dort passiert?
In der Nachtschicht kam es an einer Stelle immer wieder zu einem Produktstau. Zu allem Überfluss fehlte der Maschine dafür auch noch ein Sensor, sodass über Stunden wiederholt volle Trays ineinandergeschoben wurden, was jedes Mal mit einer kleinen Joghurt-Explosion endete. Das Problem kannte erst eine erfahrene Bedienerin der Folgeschicht: Eine Leimdüse an einer ganz anderen Stelle der Maschine war leicht verstopft gewesen. Wir dachten sofort über selbstreinigende Düsen und Verschmutzungssensoren nach. Doch in der Breite, für alle möglichen Fehlerursachen gedachte Lösungsansätze stoßen häufig auf technische und wirtschaftliche Grenzen. Dabei kann der Mensch mit seinen einzigartigen sensorischen und motorischen Fähigkeiten viele Probleme am besten und effizientesten lösen. In diesem Fall einfach die Leimdüse abwischen.
Wie hat diese Erkenntnis zu Ihrem Assistenzsystem geführt?
Im Nachgang suchten wir das Gespräch mit der Bedienerin. Sie erklärte, dass sie das Problem wiederholt angesprochen hatte und sich trotzdem nichts änderte. Da verstanden wir, dass Menschen auch zukünftig aus der Produktion nicht wegzudenken sein werden. Für die Bedienung immer komplexerer und leistungsstärkerer Maschinen muss aber auch das betriebliche Wissensmanagement mit einem innovativen Assistenzsystem ins 21. Jahrhundert geführt werden. Was folgte, waren diverse Forschungsprojekte am Fraunhofer IVV und im Juli 2019 schließlich die Gründung der Peerox GmbH.Im Nachgang suchten wir das Gespräch mit der Bedienerin. Sie erklärte, dass sie das Problem wiederholt angesprochen hatte und sich trotzdem nichts änderte. Da verstanden wir, dass Menschen auch zukünftig aus der Produktion nicht wegzudenken sein werden. Für die Bedienung immer komplexerer und leistungsstärkerer Maschinen muss aber auch das betriebliche Wissensmanagement mit einem innovativen Assistenzsystem ins 21. Jahrhundert geführt werden. Was folgte, waren diverse Forschungsprojekte am Fraunhofer IVV und im Juli 2019 schließlich die Gründung der Peerox GmbH.
Peerox GmbH
Die Peerox GmbH ist ein Spin-off des Fraunhofer-Instituts für Verfahrenstechnik und Verpackung (IVV). Gegründet wurde sie 2019 von Andre Schult und Markus Windisch. Das selbstlernende Assistenzsystem MADDOX analysiert Maschinen- und Prozessdaten, um Fehler und Störungen im Produktionsbetrieb zu reduzieren.
Wie genau schafft MADDOX es, die Effizienz in Produktionsunternehmen zu steigern?
Gemeinsam mit unseren Fraunhofer-Kollegen verfügen wir über Messdaten aus über 6.500 Stunden Produktionsbegleitung. Diese zeigen branchenübergreifend ein recht einheitliches Bild: Es lässt sich unter Idealbedingungen zeigen, dass moderne Produktionssysteme eine Maschineneffizienz von über 95 Prozent erreichen können. Dieser Wert liegt jedoch in der Praxis meist bei 60 bis 70 Prozent. Der Hauptgrund dafür sind sogenannte „Micro-Stops“. Das sind Stillstände mit einer Dauer von unter zwei Minuten, die jedoch durchschnittlich alle 8 bis 12 min auftreten. Wenn kein Wissen zu den tatsächlichen Ursachen der beobachteten Symptome vorhanden ist, werden in den meisten Fällen zwei pauschale Lösungsansätze versucht: Entweder ausräumen, reinigen und neu starten oder den Prozess langsamer fahren.
Inwiefern sind diese Ansätze problematisch?
Der erstere Ansatz verhindert nicht das Wiederauftreten des Problems. Der zweite Ansatz kann das Problem in manchen Fällen verhindern, geht aber automatisch mit einer verringerten Produktivität einher. Nur das Beseitigen der Ursache verhindert das Wiederauftreten der Störung ohne Geschwindigkeitseinschränkungen. Das hierzu erforderliche Erfahrungswissen machen wir mit unserem Assistenzsystem MADDOX zeit- und ortsunabhängig verfügbar. Damit verfügen alle Mitarbeitenden jederzeit über das gesamte Erfahrungswissen des Unternehmens.
Wie wurde MADDOX empfangen?
Als wir mit den ersten Konzepten unseres selbstlernenden Assistenzsystem auf potenzielle Nutzende zugingen, begegneten uns eigentlich einige Vorbehalte. Man hatte Angst, dass das System die Menschen überflüssig machen könnte, oder dass menschliches Wissen unübertragbar war. Das zeigte, dass es nicht genügt, Maschinen, Prozesse und Datenschnittstellen zu verstehen, sondern wir müssen den Menschen verstehen. Deshalb kooperierten wir über fünf Jahre lang in mehreren Forschungsprojekten mit Ingenieurpsychologinnen und untersuchten, wie Ängste, Motivationstreiber und mentale Modelle bei Wissensmanagementsystemen funktionieren.
Wie haben Sie Ihr Produkt angepasst?
Unser heutiges Produkt enthält zahlreiche Features, die psychologische Mechanismen triggern. Dazu zählen auch scheinbar naheliegende Funktionalitäten, die wir aus gutem Grund explizit nicht umgesetzt haben. Eine interessante Fehlannahme ist beispielsweise, dass alle in einem Wissensmanagementsystem Inhalte erstellen müssen, damit es erfolgreich ist. Tatsächlich genügt es, wenn ein Prozent der Nutzenden als Autoren aktiv sind. Das ist die Ein-Prozent-Regel. Der Schlüssel liegt hier in einer breiten, passiven Nutzerschaft.
Markus Windisch
Markus Windisch ist Ingenieur und Mitgründer der Peerox GmbH. Zwischen 2016 und 2019 arbeitete er als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer IVV Dresden, und in diesem Kontext war er ein Jahr Leiter des Teams „Industrielle Bauteilreinigung.“ Seit 2019 ist er Gesellschafter bei der Peerox GmbH und wissenschaftlicher Mitarbeiter im Ausgründungsprojekt am Fraunhofer IVV Dresden. Seit 2021 ist er bei der Peerox GmbH CTO (Technischer Geschäftsführer).
Was unterscheidet MADDOX von anderen Wissensmanagementsystemen?
Eine der Innovationen in MADDOX ist sein selbstlernender Suchalgorithmus: Mittels Algorithmen des maschinellen Lernens erkennt MADDOX spezifische Störungsmuster in komplexen Maschinendaten wieder und gruppiert diese in Klassen ähnlicher Muster. Diesen Klassen werden auf Basis des Feedbacks der Nutzenden Wissenseinträge zugeordnet. Dadurch lernt MADDOX, welcher Wissenseintrag zu welcher Störungssituation gehört und macht im Falle eines Maschinenstillstands proaktiv passende Vorschläge.
Andre Schult
Andre Schult ist Ingenieur und Mitgründer der Peerox GmbH. Zwischen 2018 und 2020 war er Projektleiter des Gründungsprojekts Assistenzsystem am Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung im Institutsteil Verarbeitungstechnik. 2019 gründete er zusammen mit Windisch die Peerox Gmbh, wo er kaufmännischer Geschäftsführer ist. Seine Äußerungen zu MADDOX können Sie im Artikel „MADDOX: das selbstlernende Assistenzsystem für die Produktion“ finden.
In welchen Bereichen wird MADDOX eingesetzt?
MADDOX läuft derzeit an 20 Maschinen in der Tablettenverpackung bei Bayer im Stammwerk Leverkusen. Weitere 20 Maschinen werden im Laufe des Jahres nachgerüstet. Insgesamt liegt derzeit unser Fokus auf Verpackungsprozessen in den Bereichen Lebensmittel, Kosmetik und Pharma.
Wo könnte es zukünftig noch eingesetzt werden?
Generell lässt sich MADDOX jedoch in allen Bereichen nutzbringend einsetzen, in denen folgende Fragen mit „ja“ zu beantworten sind: „Macht es einen Unterschied, ob die erfahrensten oder eher unerfahrene Mitarbeitende die Maschine bedienen? Hat die Maschine eine Datenschnittstelle oder lässt sich diese nachrüsten? Könnte durch eine signifikante Effizienzsteigerung ein Mehrwert von über 100.000 Euro pro Jahr generiert werden?“ Ausgehend davon kann MADDOX zukünftig beispielsweise auch in den Bereichen Automotive, Chemie, Halbleiterproduktion und vielen weiteren Branchen eingesetzt werden. (futureorg/iodata/iovolution)
Danke für die wertvollen Einblicke, Herr Windisch!
Das Interview führte Hannah Herden von futureorg Institut.
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