WiTraPres: Joachim Arens arbeitet an einem Wissenstransfersystem für Fertigungsprozesse.

Der High-Tech-Maschinenflüsterer

Joachim Arens arbeitet an einem Wissenstransfersystem für Fertigungsprozesse

Eine Produktionsanlage, die sich selbst steuert

Maschinenflüsterer – so nennt man Menschen, die Maschinen verstehen, sie zum Laufen bringen, in Betrieb halten. Es sind wertvolle Mitarbeiter im Unternehmen, deren Arbeit auf viel Erfahrung beruht. In einer älter werdenden Gesellschaft gibt es auch von ihnen immer weniger aktiv im Beruf – ein Problem für produzierende Unternehmen. An der Lösung dieses Problems wirkt Joachim Arens mit. Als wissenschaftlicher Mitarbeiter im Forschungsprojekt WiTraPres arbeitet er gerade an einer Produktionsanlage, die sich selbst erklären kann und im Idealfall selber steuert.

Wissen systematisch bewahren

WiTraPres steht für den Aufbau eines Wissenstransfersystems beim Produktionsprozess des Presshärtens. „Wir bauen hierfür im Labor eine echte Produktionsanlage nach, vollständig vernetzt und mit Sensorik ausgestattet“, erklärt Arens. „Die Sensordaten werden datenwissenschaftlich ausgewertet und über Maschinelles Lernen soll die Anlage lernen, sich selbst zu steuern.“ Eventuelle Fehler könnten dann entsprechend geschulte Mitarbeitende über eine sogenannte Hololens aufspüren. Diese Datenbrille zeigt virtuelle Fehlerinformationen in der realen Anlage und gibt zudem Wartungs- oder Reparaturhinweise.

Schnittstelle zwischen Data Science und Maschinenbedienung

Arens' Aufgabe im Projektteam ist die Auslegung der Demonstratoranlage. Er ist zuständig für die mechanische Konstruktion von Anlage und Werkzeug sowie die Messtechnik, soll Sensoren implementieren und auslesen. „Ich bin die Schnittstelle zwischen Datenwissenschaft und Maschinenbedienung“, sagt Arens, der sich regelmäßig mit seinem Kollegen Felix Neubürger aus dem Bereich Data Science austauscht. „Er hat Ahnung von Datenanalyse, ich vom Produktionsprozess und was die Daten bedeuten.“ So stellt der eine den Kurvenverlauf eines Parameters fest, der andere kann es beispielsweise als Abkühlungskurve des Werkszeugs erklären. Kollege Fernando Arévalo kümmert sich um die Mensch-Maschine-Kommunikation. Zusammen schaffen sie die Wissensbasis für maschinelles Lernen und Mensch-Maschine-Interaktion. Das Projekt verantworten die Professoren Dr. Matthias Hermes, Dr. Thomas Kopinski und Dr. Andreas Schwung.

Vom Mechaniker zur Künstlichen Intelligenz

„Das Ganze ist super interdisziplinär und innovativ“, freut sich Joachim Arens, „ich kann unheimlich viel von den anderen lernen. Dass er sich einmal mit Wissenstransfersystemen und Künstlicher Intelligenz beschäftigt, hätte der Esloher früher nicht gedacht. Nach der Realschule absolvierte Arens zunächst eine Ausbildung zum Land- und Baumaschinen-Mechaniker, machte das Fachabitur, studierte dann in Meschede Maschinenbau. Sein Antrieb? „Ich habe mich immer dafür interessiert, wie etwas funktioniert“, so Arens. Geld verdienen sei nicht der Anreiz gewesen, sondern die Neugier.

Arbeit und Master-Studium kombiniert

Über seine Bachelorarbeit zum Thema Presshärten landete er im Projekt WiTraPres. Drei Jahre läuft das Projekt, bis Juli 2022 hat Arens hier eine Vollzeitstelle. Für diese Zeit hat er sich zusätzlich das berufsbegleitende Masterstudium Maschinenbau vorgenommen. Der Unterricht findet aktuell meist abends und online statt. „Hart aber machbar“, meint Arens. Die zusätzliche Belastung nimmt er gerne in Kauf, hat schon oft aus dem Studium für seine Arbeit profitiert und umgekehrt: „Es ist viel einfacher etwas zu lernen, wenn man es praktisch anwenden kann.“

Digitalisierung und Automatisierung als Perspektive

Das Studium ist kostengünstig und nicht über einen Arbeitgeber finanziert: Unabhängigkeit ist Joachim Arens wichtig. Nach Projektstelle und Studium soll es auf jeden Fall in den Beruf gehen, wo und wie lässt er auf sich zukommen. „Langfristig sehe ich mich im Bereich Digitalisierung und Automatisierung – aber in der Praxis“, ist sich Arens sicher. Dann wird ein Unternehmen von ihm profitieren, gewissermaßen als High-Tech-Maschinenflüsterer.

Der Studiengang

Maschinenbau M.Eng. (berufsbegleitendes Verbundstudium): Ausführliche Informationen zum Studiengang

Das Forschungsprojekt

WiTraPres: Entwicklung eines Wissenstransfersystems für komplexe Fertigungsprozesse am Beispiel des Warmumformens von Leichtbauteilen aus 22MnB5. Detaillierte Informationen zum Projekt