"Dialogorientierte Künstliche Intelligenz zur intuitiven Maschinensteuerung.
Förderprogramm:
KMU-Innovativ: Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT)
Gefördert durch das BMBF

DialoKIM

Ziel des Projekts

Kommunikation mit Geräten, wie beispielswiese Smartphones, mittels Sprache gehört zur alltäglichen Techniknutzung. Sprachdialoge mit Industriemaschinen stellen jedoch höhere Anforderungen, wie Datenschutz, Bediensicherheit und vertretbare Kosten des Einlernens und haben sich deshalb bislang (Stand 2024) vor allem im industriellen Umfeld nur in Ausnahmen etabliert.

Ziel des Forschungsprojekts ist es, eine universelle Plattform für Sprachsteuerung von Maschinen und Automaten zu entwerfen, welche diese Hürden senkt. Dies wird in mehreren branchenspezifischen Anwendungsfällen durch ein effektives Einlernsystem mittels Simulation erprobt.  So wird Sprachsteuerung auch für Hersteller von Maschinen in kleinen Stückzahlen in spezifischen Fachgebieten möglich.

Nutzen

Zusammenfassender Überblick

Im Rahmen des Projektes DialoKIM werden Methoden und Lösungen entwickelt, um insbesondere mittelständische Unternehmen (KMU) dabei zu unterstützen, die von ihnen hergestellten Maschinen und Anlagen mit intelligenten Spracheingabe- und -ausgabesystemen auszustatten.

Es wird eine generalisierbare Methodik entwickelt, um bestehende vortrainierte Sprachmodelle domänenspezifisch anzutrainieren und diese in repräsentativen Anwendungsfällen insbesondere aus den Bereichen Werkzeugmaschinenbedienung sowie Endgeräten für den Konsumenten abzubilden. Hierzu wird im Rahmen des Projektes ein nutzerbezogenes und systemübergreifendes Konzept entwickelt, welches das Erlernen der Sprachsteuerung und Sprachausgabe unterstützt.

Durch eine semantische Verknüpfung von Anwendungsfall spezifischen, insbesondere sicherheitskritischen Randbedingungen, wird eine ganzheitliche Betrachtung und Validierung ermöglicht. Diese erfolgt vor der Erprobung an der realen Maschine zunächst virtuell in einem Simulationsmodell. Darauf aufbauend können Echtzeitanalysen bezüglich der Qualität, Redundanz, Abhängigkeit und Auswirkung auf das gesamte System erfolgen. Die im Rahmen des Projektes entwickelten Ergebnisse werden in Form von Demonstratoren bei den assoziierten Partnern des Konsortiums in deren Anlagen eingebettet. Zudem wird geprüft, wie eine Generalisierbarkeit und somit die Übertragbarkeit des Ansatzes auf weitere Domänen gewährleistet werden kann.

Der Schutz von personenbezogenen Daten und vertraulichen Informationen der Unternehmen soll durch die Eigenschaften des Produkts gewährleistet sein, was anhand eines rechtlichen Kriterienkatalogs geprüft und bestätigt werden kann.

Erwartete Ergebnisse

  • Universelles Rahmenwerk für präzise Steuerung von Industriemaschinen per Sprachdialog, das auf effektiven Lernmechanismen basiert und höchste Sicherheits- und Datenschutzstandards gewährleistet.
  • Effiziente Anpassung an branchenspezifische Anwendungsfälle durch digitale Erprobung, um Sprachsteuerung auch für Hersteller von Maschinen in kleinen Stückzahlen nutzbar zu machen.
  • Entwicklung virtueller Prototypen zur Virtualisierung der Hardware-in-the-Loop-Entwicklung für eine frühzeitige Optimierung und umfassende Testabdeckung.
  • Erhöhung der Bediensicherheit und Gewährleistung des Datenschutzes.

Partner

SABO Mobile IT GmbH
(Konsortialführer)

Die SABO Mobile IT GmbH in Bühl ist ein 2015 ins Handelsregister eingetragenes Unternehmen, das Software im Auftrag von deutschen Industriekunden mit Schwerpunkt HMI (Human Machine Interfaces) produziert. Das Angebot der SABO Mobile IT ist die Auftragsentwicklung von Lösungen im Sinne von „Industrie 4.0“ sowohl zur Planung und Unterstützung industrieller Produktionsprozesse (etwa bei Daimler, Audi und VW), als auch zur Ergänzung von Geräten und Maschinen im Bereich der Lebensmitteltechnik, Medizintechnik und dem Maschinenbau.

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EES Beratungsgesellschaft mbH

Kerntätigkeit der EES Beratungsgesellschaft mbH ist die IT-nahe Geschäftsprozessoptimierung in Industrie und Mittelstand. Die EES ist ein Team von Experten aus unterschiedlichen fachlichen Disziplinen und beraten Unternehmen und Ingenieure zu Themen rund um die Visualisierung und Simulation in den Bereichen Entwicklung, Vertrieb und virtuelle Inbetriebnahme. Mit einer eigenen Open Source-Lösung ermöglicht EES die 3D-Simulation und das virtuelle Prototyping von Anlagen deren Entwicklung und Konstruktion beschleunigen und absichern.

In der Projektakquise können geplante Anlagen im Dialog mit dem Kunden vertriebswirksam visualisiert werden. Die EES stellt ihr Know-how und ihre Kompetenz im Bereich Industrie 4.0 durch zahlreiche Projekte für namhafte Unternehmen unter Beweis.

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agitum GmbH

Das Start-up agitum GmbH ist eine Ausgründung aus dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und wurde im April 2021 gegründet. Die Gründer und Mitarbeiter sind Experten und Forscher im Bereich des maschinellen Lernens mit Fokus auf Natural Language Processing, sowie aus den Bereichen der Prozess- und Anforderungsaufnahme, Prozessautomatisierung und Digitalisierung.

Als KIT-Ausgründung besitzt agitum Erfahrung in nationalen und internationalen Industrie- und Forschungsprojekten. agitum setzt in Ihren Kundenprojekten aktuell u.a. ML-Verfahren ein, um unstrukturierte Daten aus Dokumenten auszulesen. Dabei kommen beispielsweise transformerbasierte Verfahren der optischen Zeichenerkennung zum Einsatz. agitum trägt in dem Projekt insbesondere bei der automatisierten Datenaufnahme sowie der Entwicklung der anwendungsspezifischen Algorithmen bei.

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RPTU - FBK

Der Lehrstuhl für Fertigungstechnik und Betriebsorganisation (FBK) ist dem Fachbereich Maschinenbau und Verfahrenstechnik der Rheinland-Pfälzischen Technischen Universität in Kaiserlautern zugeordnet. Die Schwerpunkte der grundlagen- und anwendungsorientierten Forschung liegen dabei u. a. im Bereich der Zerspanung und in digitalen Technologien für Produktionssysteme.

Dabei besteht weitreichende Expertise in der Auslegung, Konstruktion und dem Betrieb von Maschinen im Produktionsumfeld. Ein weiteres Kernthema der Forschung ist das Maschinelle Lernen, das im Rahmen mehrerer Verbund- und Grundlagenforschungsprojekte mit Bezug auf die industrielle Produktion erforscht wird. Wichtige Vorarbeiten bestehen zudem im Bereich der Gestaltung interaktiver Benutzerschnittstellen für Maschinen in der Produktion, etwa durch Augmented Reality.

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Kontakt

Treten Sie jetzt in Verbindung mit unseren Ansprechpartnern, um mehr über das innovative Forschungsprojekt DialoKIM und den Nutzen für Ihren persönlichen Use Case zu erfahren.

Thomas Sykora

Diplom-Informatiker
Geschäftsführer SABO Mobile IT GmbH

Engelstr. 6  
77815  Bühl

Phone:

+49 7227 4946

E-Mail
Abhijit Karande

Software Developer
EES Beratungsgesellschaft mbH

Adalbert-Stifter-Str. 8  
76275 Ettlingen

E-Mail
M.Sc. Avik Mukherjee

Wissenschaftlicher Mitarbeiter
Lehrstuhl für Fertigungstechnik
und Betriebsorganisation
RPTU Kaiserslautern

Gottlieb-Daimler-Str.
67663 Kaiserslautern

E-Mail
Andreas Kimmig

Geschäftsführer Bereich Technik & Gründer
agitum GmbH

Schönbornstraße 11
76661 Philippsburg

E-Mail