Dijital Fabrikalar Dinlemeyi Öğreniyor

Fabrikalarda neden akıllı mikrofonlar kullanılıyor? Şirketler çalışanlarına kulak misafiri olmayı mı planlıyor? 2020 yılında Fraunhofer Dijital Medya Teknolojisi Enstitüsü'nün (IDMT) Oldenburg tesisinde Emden/ Leer Uygulamalı Bilimler Üniversitesi; Ağ ile makinelerin akustik sistemler ve yapay zeka ile nasıl etkileşime girdiğini araştırıyor. Beş bilim insanı ve bir mühendislik hizmeti sağlayıcısı, ses teknolojisinin neden EMO Hannover 2023'te geleceğin bir konusu olarak öne çıkarıldığını açıklıyor.

Dr. Appell, AiP endüstrisi çalışma grubunda neden otomotiv, havacılık, mühendislik, elektronik ve diğer sektörlerden uzmanlar sizin gibi araştırmacılarla birlikte çalışıyor?

Fraunhofer IDMT'nin Oldenburg Şubesi İşitme, Konuşma ve Ses Teknolojisi Departmanı Başkanı Dr. Jens Appell: Dijitalleştirilmiş üretim ve montajda ses teknolojisinin geniş kapsamlı potansiyelinden yararlanmak için güçlerimizi birleştirdik. Endüstriyel ortaklarımızla birlikte uygulama senaryoları geliştiriyor, tasarımlarını tartışıyor ve ortak projelerde hayata geçiriyoruz.

Profesör Lange, örneğin durum izleme için üretimde mikrofon kullanmanın yeni bir yanı yok. Peki, ses teknolojisi tam olarak hangi yenilikçi potansiyele sahip?

Dr.-Ing. Emden/Leer Uygulamalı Bilimler Üniversitesi'nde Üretim Teknolojisi Profesörü ve Oldenburg'daki Fraunhofer IDMT'de Üretim için İşitme, Konuşma ve Nöroteknoloji alanında Bilimsel Danışman olan Sven Carsten Lange: Akustik süreç izleme aslında bir süredir ortalıkta dolaşıyordu. Bununla birlikte, proses karakteristiklerini ve üretim proseslerini bir sensörle paralel ve gerçek zamanlı olarak teşhis etmek veya makineleri işleme durumları ve proses kapasiteleri açısından karakterize etmek veya hatta doğrudan çalıştırmak için geniş kapsamlı multimodal uygulamalarda çığır açıyoruz. Sesli komutları kullanma ve bunların hiçbiri, yeni ve mevcut makinelere entegrasyon için önemli bir çaba veya maliyet gerektirmez.

Bay Arnold, endüstriden uzun süredir sistem entegratörü olarak bize değerlendirmenizi verebilir misiniz? Bu yeni bölge ne ölçüde?

Lorenz Arnold, Genel Müdür, MGA Ingenieurdienstleistungen GmbH, Proses Otomasyonu ve Kontrol Teknolojisi, Würzburg: Akustik teknolojisi halihazırda üretimde durum izleme için kullanılıyor, ancak henüz tam olarak yerleşmedi. Buradaki yeni bölgenin başlıca örneği, şimdiye kadar yalnızca endüstriyel üretimdeki deneysel ve niş uygulamalarda kullanılmış olan konuşmaya dayalı insan-makine etkileşimidir. AiP çalışma grubunun faaliyetleri bu nedenle dünya çapında öncülük etmektedir. Şu anda bu alanda ulusal veya uluslararası herhangi bir rakibin farkında değilim.

Bay Norda, AiP çalışma grubunu siz koordine edin. Sesle kontrol biçiminizi Siri veya Alexa gibi diğer sistemlerden ayıran nedir ve onu küresel bir lider yapan nedir?

Marvin Norda, Fraunhofer IDMT, Oldenburg'daki çalışma grubu koordinatörü: Fabrika katındaki gereksinimler, oturma odasındakilerden oldukça farklı. Burada ihtiyaç duyulan, harici sunucu gerektirmeyen, sadece şirket bilgisayarlarında çalışan ve gürültü girişimi de dahil olmak üzere zorlu üretim koşullarında bile güvenilir bir şekilde çalışan bir akustik sistemdir. Üretimde kullanım için sağlam ve sezgisel olan uygulamaya özel sesli kontrol çözümleri geliştiriyoruz. Ses kontrolünün entegre edilmesi kolaydır ve İnternet bağlantısı olmadan da çalışır. Endüstriyel üretimde bulunan zorlu akustik koşullar altında bile sesli komutları tanımakta iyidir.

Potansiyel endüstriyel müşterilerinizi ses kontrol şekliniz konusunda nasıl ikna edersiniz?

Marvin Norda: Sesle kontrol edilen bir üretim hücresinde nasıl çalıştığını göstererek. Her ikisi de tam ses kontrolü ile donatılmış 5 eksenli bir freze makinemiz ve 4 eksenli bir robotumuz var. Bu teknoloji platformu, müşterilerin çeşitli mikrofonları, kulaklıkları ve sesli komutları bir dizi farklı gürültülü ortamda test etmelerine olanak tanır. Ses kontrolünü gerçek bir makine ortamında test etmenin sektör ortaklarımızı ikna etmenin en hızlı yolu olduğunu keşfettik.

Sesli kontrol sisteminiz neden endüstride kullanım için özellikle uygundur?

Marvin Norda: Fraunhofer IDMT tarafından sağlanan kapsamlı özelleştirme ve entegrasyon desteği, konuşma tanıyıcıların belirli konuşma komutlarına ve makine arayüzlerine ayrı ayrı uyarlanmasına olanak tanır. Bu, ses kontrolünün etkinliğini artırır ve entegrasyon için gereken maliyetleri ve çabayı azaltır.

Ses kontrolünün lehine olan argümanlar nelerdir?

Marvin Norda: Çok var. Konuşma, iletişimin en doğal şeklidir. Bu nedenle konuşmanın, akıllı ev veya otomobil uygulamalarına benzer şekilde, insanlar ve makineler arasında bir iletişim arabirimi olarak endüstride de yer alacağına inanıyoruz. Endüstri çalışma grubunda, yeni nesil endüstriyel kontrolörlerin işletim arayüzleri için bir temel geliştiriyoruz. Bu temel, çok sayıda karmaşık makinenin temassız ve sezgisel olarak çalıştırılmasını sağlayacaktır.

Ancak üretimde bulunan farklı gürültü türleri ile nasıl başa çıkıyorlar?

Marvin Norda: Şu anda, farklı gürültülü ortamlarda 160.000'den fazla sesli komut içeren bir konuşma tanıma çalışmasını değerlendirerek sistemimizi test ediyoruz. Genel bir kural olarak, belirleyici olan gürültünün türü değil, sesin mikrofona ulaştığı noktadaki konuşmacının ses düzeyine bağlı olarak gürültü seviyesidir. Bu tür araştırma çalışmaları, konuşma tanıyıcımızı endüstride kullanım için optimize etmemize ve akustik sistemler ve işyerinde onlar için en iyi konumlar hakkında önerilerde bulunmamıza olanak tanır.

Ancak kontrol üreticileri de sesle kontrol üzerinde deneyler yapıyor, değil mi?

Marvin Norda: Fikir yeni değil ve birçok kontrol üreticisi zaten kendi çözümlerini ortaya koydu. Bununla birlikte, şimdiye kadar ses kontrolünün yaygın bir sanayileşmesi çok az oldu veya hiç olmadı. Amacımız, konuşma tanıyıcılarımızı gelecekteki üretim ortamlarında kullanılmak üzere sürekli olarak iyileştirerek verimlilik ve sağlamlık seviyelerini optimize etmektir.

Otomatik üretim hattını oluşturmak için hangi üreticiyle çalıştınız?

Marvin Norda: Algoritmalarımızı, Windows veya Linux platformu tabanlı bir Beckhoff endüstriyel kontrol cihazına başarıyla entegre ettik. Diğer tüm tanınmış kontrol üreticileri için de benzer çözümler geliştiriyoruz.

Dolayısıyla, konuşma tanıma yazılımınız buluttan veya ayrı bir bilgisayarda değil, makinenin kendisindeki denetleyicide çalışıyor. Birden fazla makineyi ses kontrolü ile çalıştırmak mümkün mü?

Marvin Norda: Makine komutlarının karmaşıklığı, makinelere olan yürüme mesafeleri ve operatöre yüklenen bilişsel talepler nedeniyle çok makineli operasyon, sesle kontrolün zirvesidir. Ancak akustik olarak, aynı anda yalnızca bir veya birkaç makineyi çalıştırmak arasında hiçbir fark yoktur. Tıpkı bir dokunmatik ekranda olduğu gibi, ihtiyacınız olan tek şey, komutları doğru makineye yönlendiren bir ana bilgisayardır.

Lorenz Arnold: Benim için çoklu makine işletimi, sesli işletimin yalnızca teknik bir hile olmadığını kanıtlamak için ideal bir uygulama. Sonuç, uygulamaya bağlı olarak oldukça önemli olabilen ölçülebilir bir verimlilik artışıdır. Size şu anki işimden bir örnek vereceğim: Bir müşterinin 25 takım tezgahı var ve bunları beş operatör yönetiyor. Şimdi onları ses kontrolünü kullanmaya ikna etmeye çalışıyorum. Bir avantaj, daha kısa mesafeler olacaktır, çünkü bir operatör, başka bir makinede biraz uzakta dururken bile bir makineyi kulaklık aracılığıyla kontrol edebilir. Ve makine bir arıza olup olmadığını ona uzaktan söyleyecektir.

Akustik başka ne tür katma değer sunuyor?

Sven Lange: Akustik sistemlerimiz yerleşik teknolojiyle rekabet ediyor. Örneğin, gıcırdama gürültüsünün algılanması için makineye entegre edilen yapı kaynaklı ses sensörleri, en son teknolojiyi temsil eder. Ancak bu sensörler, eşit derecede ilgili diğer proses ve makine durumu bilgilerini kaydedemez. Öte yandan, işleme alanı içinde veya çevresinde uygun bir konuma monte edilen bir mikrofon, aynı anda ana iş mili yatağını, fanı ve soğutma yağı beslemesini izleyebilir, dokunma algılaması gerçekleştirebilir ve sesli komutları kaydedebilir. Akıllı sensör teknolojimiz yapay zeka tabanlı algoritmalarla geliştirildiğinde kullanıcı değeri katlanarak artıyor.

Bay Hollosi, siz ve ekibiniz akıllı sensörler geliştiriyorsunuz. Halihazırda hangi görevleri yerine getiriyorlar?

Fraunhofer IDMT'de Akustik Olay Tespiti Başkanı Danilo Hollosi: Akustik süreç izlememiz temassızdır ve hava kaynaklı veya yapı kaynaklı sesle çalışır. Akıllı sensör sistemi, fiş bağlantıları yerine oturduğunda klik sesini algılayabilir. Klik sesi yoksa akustik izleme sistemi bir hata kaydeder. Operatör de bilgilendirilir ve olay otomatik olarak belgelenir. Ekibim ve ben, her türden tıklama sesinin güvenilir ses analizi için yapay zeka tabanlı algoritmalar geliştirdik. Çözümümüz, otomotiv endüstrisindeki kablo demetlerinin montajında yapılan denemelerde kendini kanıtlamıştır.

AiP çalışma grubunun sonuçları ve çalışmaları, etkinliğin yeni iddiası olan "Yenilikçi Üretim"in güzel örneklerini temsil ediyor. VDW bunu, 18-23 Eylül 2023 tarihleri arasında dünyanın her yerinden uzmanları EMO Hannover'e çekmek için kullanıyor. Çözümlerinizi “Üretim teknolojisi için dünyanın önde gelen ticaret fuarında” sunmak için kesinlikle ideal bir fırsat olur mu?

Christian Colmer, Pazarlama ve Halkla İlişkiler Başkanı, HSA Şubesi, Fraunhofer IDMT: Enstitümüzden ve çalışma grubumuzun ortak şirketlerinden temsilciler, müşterilerle akustik üzerine derinlemesine tartışmalar yapmak ve yeni uygulama senaryolarını seslendirmek için kesinlikle Hannover'de olacaklar.

AiP Endüstri Çalışma Grubu Anker

Akıllı Üretim için Ses Teknolojisi AiP endüstrisi çalışma grubunda 50'den fazla şirket yakın işbirliği içinde çalışıyor. 2020 yılında kurulmuştur ve Fraunhofer IDMT'nin Oldenburg İşitme, Konuşma ve Ses Teknolojisi Şubesi ve Emden/Leer Uygulamalı Bilimler Üniversitesi tarafından yönetilmektedir. Küçük KOBİ'lerden büyük şirketlere ve çok çeşitli sektörlerden - örneğin uçak, araba, makine ve elektronik üreten - şirketler ağda işbirliği yapıyor. Ortak payda, hepsinin aşağıdaki dört alanda çözümler geliştirmesidir: Durum izleme, İşitme ve konuşma teknolojisi desteği, Akustik hizmetler ve İşyeri 4.0. Odak noktası, somut kullanım durumlarına dayalı sorunları çözmektir.

YAZAR: NİKOLAUS FECHT, UZMAN GAZETECİ, GELSENKİRCHEN