ATR auf der ECCOMAS 2022

 

Foto des Vortrags von ATR Software auf dem 8. European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering

Vom 5. bis zum 9. Juni 2022 nahm ich für die ATR Software GmbH beim 8. European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering (ECCOMAS) in Oslo teil. Die Konferenz zählt im Bereich der numerischen Mathematik zu den größten und einflussreichsten Konferenzen Europas. Insgesamt konnten die über 6000 Teilnehmenden aus 46 Nationen dort aus einem Programm von über 150 Minisymposien wählen, in denen über 1000 Vorträge angeboten wurden.

Das vielfältige Thema Modellreduktion

Hierbei waren wir insbesondere im Minisymposium „Model Order Reduction – Challenges in Engineering and Industrial Applications“ unter der Leitung von Dr. Annika Robens-Radermacher von der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung vertreten. Mit der Modellreduktion (im Englischen Model Order Reduction) versucht man rechenaufwendige Modelle so zu vereinfachen, dass die Lösung in einem Bruchteil der ursprünglichen Zeit berechnet werden kann, ohne die Qualität der Lösung zu stark zu beinträchtigen. Die Keynote Lecture hielt Prof. Dr. Gianluigi Rozza über folgendes Thema: State of the Art and Perspectives for Reduced Order Methods in Industrial Computational Fluid Dynamics.

In den weiteren Vorträgen des Minisymposiums wurden Anwendungsfelder und -beispiele der Modellreduktion vorgestellt und beleuchtet. ATR präsentierte hier Anwendungsideen aus dem Bereich der Produktionsplanung und der Industrie 4.0. Auch hier ist das Thema Modellreduktion wichtig, um in Echtzeit Berechnungen durchführen zu können.

Plenumsvorträge von den Koryphäen des wissenschaftlichen Rechnens

Neben den Minisymposien gab es 6 Plenary Lectures, welche vor allen Anwesenden gehalten wurden. Hier trug unter anderem Thomas J.R. Hughes, einer der führenden und einflussreichsten Wissenschaftler im Bereich der numerischen Mathematik vor. Zudem gab es Vorträge von George Karniadakis, Experte für Physics-informed Neural Networks, also Neuronale Netze, die physikalische Gleichungen berücksichtigen können, Pål G. Bergan, David Keyes, Annalisa Buffa und Paul Steinmann.

Sightseeing in Oslo

Die ganze Veranstaltung fand im Kongresszentrum Nova Spektrum in Lillestrøm, einem Vorort von Oslo, statt. Abgerundet wurde die Konferenz durch ein Conference Dinner, bei dem typisch für die norwegische Küche, Lachs und Wild serviert wurden.

Da Anfang Juli die Tage in Oslo bedingt durch die nördliche Lage, fast 19 Stunden lang sind, blieb noch einige Zeit, die Stadt Oslo zu erkunden. Zu den Highlights gehören hier das königliche Schloss, das Opernhaus im Hafen, der Osloer Dom sowie der Frognerpark.

Prototyping mit dem 3D-Drucker

Da viele unserer Projekte – anders als der Firmenname ATR Software GmbH vermuten lässt – über reine Softwareprojekte hinausgehen, ist es nur naheliegend für das schnelle Prototyping von Ideen auf einen 3D-Drucker zu setzen. Deswegen ist seit einiger Zeit der 3D-Drucker „Vyper“ von Anycubic im Einsatz. Durch diesen Fused-Filament-Fabrication (FFF) Drucker können in kürzester Zeit Modelle aus Kunststoff angefertigt werden.

Der Drucker schmilzt hierzu einen Filamentstrang und trägt ihn schichtweise auf ein beheiztes Druckbett auf. Die Schichtdicke kann variiert werden. Je nach Modell  sind Dicken zwischen 0.1 und 0.2mm gängig. Auf dem Drucker können Modelle von einer maximalen Größe von 24,5 x 24,5 x 26 cm gedruckt werden. Durch eine automatische Bettnivellierung gelingt dies perfekt ab der ersten Schicht.

Druckkopf trägt die erste Schicht der Stützen für das 3D-Modell auf das Bett auf.
Der Druckkopf trägt die erste Schicht des Supports für den Prototypen auf das Druckbett auf.

Für den Drucker kann eine Vielzahl von unterschiedlichen Materialien verwendet werden, die unterschiedlichste Materialeigenschaften und Farben besitzen. Das gängigste Material PLA (Polyactic acid) wird aus nachwachsenden Rohstoffen wie zum Beispiel Mais gewonnen und ist biologisch abbaubar. Somit werden keine fossilen Rohstoffe benötigt.

Die für das Prototyping benötigten 3D-Modelle können entweder von einer Online-Plattform stammen oder mittels CAD Software selbst erstellt werden. Aus diesem Modell können dann mithilfe von Open-Source-Software Druckanweisungen erstellt werden, die der Drucker nacheinander ausführt. Die Daten können hierbei einfach auf einer SD-Karte gespeichert werden. Die Bedienung erfolgt über einen Touchscreen. Zudem besteht die Möglichkeit, den Drucker über eine USB-Schnittstelle anzusprechen und zu überwachen.

In den vergangenen Monaten fand der 3D-Drucker schon bei einigen Projekten Anwendung, so wurde beispielsweise eine Kamerahalterung für das Forschungsprojekt MeMoRob angefertigt. Zudem wird der Drucker genutzt, um im Rahmen der Promotion zu dem Thema Digitale Zwillinge Testobjekte zu drucken, mit denen Daten zu Müdigkeitsbrüchen gewonnen werden.

Neben der Anwendung innerhalb der Unternehmensprojekte, steht der Drucker auch allen Mitarbeitern zur privaten Nutzung zur Verfügung. So können zum Beispiel Ersatzteile oder Halterungen für Alltagsgegenstände einfach selbst angefertigt werden.

Galerie

ATR Software bei 10+1 Jahre CSE

Blick auf den Stand für den Marktplatz auf der CSE+1 Feier in der IHK Ulm

Am 20. Mai 2022 fand, mit einem Jahr Verspätung, die Feier zum zehnjährigen Bestehen des Studiengangs Computational Science and Engineering (CSE) in den Räumen der Industrie- und Handelskammer (IHK) Ulm statt.

Beschreibung des Studiengangs

Der Kooperationsstudiengang zwischen der Universität Ulm und der Technischen Hochschule Ulm (THU) wurde 2011 mit Fördermitteln der Volkswagenstiftung und der Unterstützung der IHK Ulm gegründet. Studierende erlernen im Bachelorstudium die Grundlagen der Informatik, Mathematik sowie der Ingenieurswissenschaften. Diese können sie in speziellen Vorlesungen und Projekten kombinieren, um reale Probleme mithilfe von rechnergestützten Modellen zu lösen. So wurden bisher zum Beispiel die Geometrie von Tischkickerfiguren, der Heilungsprozess von menschlichen Knochen, Brände in Krankenhäusern und viele weitere Dinge simuliert und optimiert. Im Masterstudium CSE können die erworbenen Kenntnisse in speziellen Fachrichtungen wie der Biomechanik, dem High Performance Computing oder anderen Themenfeldern vertieft werden.

Die Feierlichkeiten zu 10+1 Jahre CSE

Die Jubiläumsveranstaltung beinhaltete zwei Festvorträge von Michael Weber (Präsident der  Univeristät Ulm) und  Volker Reuter (Rektor der THU). Auch die Studiengangsgründer von Seiten der Universität, der THU und der IHK waren mit Präsentationen vertreten. Der Zukunftsforscher Kai Gondlach hielt zudem einen Festvortrag, in dem er einen Blick in die Zukunft wagte und auf eine Vielzahl von Zukunftstrends einging.

Dr. Ulrich Simon vom Ulmer Zentrum für Wissenschaftliches Rechnen (UZWR) zu Besuch auf unserem Stand der ATR Software GmbH

Dr. Ulrich Simon vom Ulmer Zentrum für Wissenschaftliches Rechnen (UZWR) zu Besuch bei dem Stand der ATR Software GmbH. [Quelle: Beate Mayer]

Michael Weber (Präsident der Uni Ulm) im Gespräch mit Alexander Treß

Michael Weber im Gespräch mit Alexander Treß (Quelle: Beate Mayer)

 

Umrahmt wurden die Vorträge durch einen Marktplatz, bei dem sich mehrere Firmen präsentierten und mit Studierenden in Kontakt traten. Da es in der Vergangenheit sowie aktuell eine Vielzahl von Kooperationen zwischen ATR Software und dem Studiengang CSE gab und gibt – sei es im Rahmen von Praktika, Werkstudententätigkeiten oder auch einer Promotion (Link zum Artikel) – waren wir natürlich auch auf dem Markplatz vertreten. An unserem Stand stellten wir die digitalisierte Dampfmaschine  aus, anhand derer die Schwierigkeiten der Digitalisierung und der Industrie 4.0 sowie die Lösungen von ATR Software diskutiert werden konnten. Der Betrieb der Dampfmaschine lockte eine Vielzahl von Interessierten an – nicht nur wegen der lauten Pfeife.

Die ATR Software GmbH gratuliert dem Studiengang CSE zum elfjährigen Bestehen und freut sich darauf, sich auch in Zukunft mit spannenden Kooperationen hierbei beteiligen zu dürfen.

Firmenlauf 2022 – ATR.runsAgain( )


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Nach einer zweijährigen Pause konnten sich die Teilnehmenden beim Firmenlauf dieses Jahr neben dem virtuellen Sammeln von gelaufenen Kilometern wieder über eine reale Veranstaltung freuen – mit einem gemeinsamen Start und Ziel, mit Musik und Anfeuern, mit Zeitmessung und Urkundenverteilung.

Bei herrlichem Sonnenschein und sommerlichen Temperaturen fiel der Startschuss für den 8. AOK Firmenlauf auf der Tartanbahn des Ulmer Donaustadions. Von dort aus begaben sich die Teammitglieder von atr.run( ) zusammen mit mehr als 1300 weiteren Läufern auf die knapp 7 km lange Strecke in Richtung Friedrichsau. Am Donausteg wechselten sie dann das Flussufer, von wo aus sie die Rennstrecke auf der Neu-Ulmer Seite flussaufwärts bis zur Herdbrücke und anschließend am Donauufer entlang zurück zum Ziel innerhalb des Stadions führte.

Gestärkt durch eine mittägliche Pasta-Party im Kreise der Kollegen, gab unser Lauf-Team alles. Herzlichen Glückwunsch zu euren tollen Zeiten und Plätzen!



Gallerie


Resiliente Produktionsplanung und -steuerung durch den Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI)

Leiterplatte eines Computers als Hintergrund. Mittig im Vordergrund ein stilisiertes Gehirn, das für das KI-Modul des Forschungsprojektes ProsKI steht.

Gemeinsam mit mehreren Forschungseinrichtungen und Industriepartnern ist ATR Software an dem Forschungsprojekt ProsKI – Resiliente Produktionsplanung und -steuerung durch den Einsatz von künstlicher Intelligenz (KI) beteiligt. Initiiert wird das Projekt von dem Bayerischen Verbundforschungsprogramm (BayVFP) des Freistaates Bayern.

Das Forschungsprojekt hat folgendes Ziel: Für bestehende und zukünftige Produktionssysteme wird ein flexibel integrierbares KI-Modul für resiliente Produktionsplanungs- und -steuerungssysteme entwickelt. Dabei bildet das Modul durch KI-Methoden ein Assistenzsystem für das Störmanagement innovativer Fertigungen. Basierend auf realen Produktionsdaten wird eine Methodik entwickelt, die zum einen im Fehlerfall den Bediener in seiner Entscheidungsfindung im Umgang mit der aufgetretenen Störung unterstützt. Zum anderen mit Hilfe des entwickelten Moduls nicht nur auf Ereignisse reagieren kann, sondern anhand der vorliegenden Produktionsdaten auch zukünftige Störfälle durch Wissensaufbau prognostiziert und in der Produktionsprogrammplanung genutzt werden kann.

ATR Software entwickelt in Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für Organic Computing (OC) der Universität Augsburg die KI-Methodik für das Störmanagement und das Prognosemodell für zukünftige Produktionsprogramme. Hierzu zählt der Datenaustausch zwischen den Anlagen auf Produktionsebene und dem übergeordneten IT-System. Zudem wird die Datenvorbereitung für die KI-Methoden entwickelt und die Anbindung der daraus resultierenden Daten für das Planungssystem erforscht.

Das KI-Modul soll in Verbindung mit dem eigenen Produkt InnoMES getestet werden. InnoMES ist eine innovative MES-Lösung, die gemeinsam mit einem Leitsystem, dem IoT Gateway, dem Modul Data Analytics und dem Modul Computer Vision die ATR Software-Plattform für produzierende Unternehmen bildet.

Für weitere Informationen stehen wir Ihnen gerne zur Verfügung.

Mensch und mobiler Roboter in einer Arbeitsumgebung

Arm eines Roboters und menschlicher Arm, die zweiZahnräder einanderhalten. Symbolisiert Mensch  und mobilen Roboter in einer Arbeitsumgebung.

Gemeinsam mit der FuE-Einrichtung Fraunhofer IGCV und mehreren Industriepartnern ist ATR Software an dem Forschungsprojekt MeMoRob – Mensch und mobiler Roboter in einer Arbeitsumgebung beteiligt. Das Forschungsprojekt wird vom FuE-Programm „Informations- und Kommunikationstechnik“ des Freistaates Bayern gefördert.

Mobile Robotersysteme bieten das Potenzial für eine flexible Automatisierung, finden bisher jedoch wenig Anwendung. Für den flexiblen Einsatz in der Produktion bedarf es an intelligenten Greifstrategien und Interaktionsfähigkeiten des Roboters, sodass Menschen mit ihm kommunizieren können. Beide Bereiche sind Ziele des Projekts MeMoRob.

Des Weiteren können Mensch und Roboter als Partner fungieren und sich im Rahmen einer Mensch-Roboter-Kooperation gegenseitig unterstützen. In diesem Fall werden die Interaktionsfähigkeiten dazu verwendet, dem Menschen Informationen über den Zustand des Robotersystems mitzuteilen. Zur Erreichung der übergeordneten Ziele werden als Teilziele die Mensch- und Objektdetektion betrachtet. Bei der Objektdetektion wird insbesondere die praktische Anwendbarkeit durch Verringerung des Trainingsaufwands fokussiert.

Die ATR Software beschäftigt sich bei diesem Projekt mit den Themen der Robot Vision und den Algorithmen zum Greifen. Damit soll es ermöglicht werden, die zu greifenden Objekte zu detektieren und an den richtigen Stellen zu greifen.

Für weitere Informationen stehen wir Ihnen gerne zur Verfügung.

Serviceroboter im Einsatz

Im Rahmen des Arbeitskreises Industrie 4.0 stellten Wissenschaftler der Universität Ulm ihre Forschung zu Servicerobotern vor. Anschauungsobjekt ist ein humanoider Roboter namens Pepper (siehe Foto). Pepper ist ca. 1,20m groß, hat überdimensional große Augen, die auch als Kameras fungieren, und bewegt sich sehr mechanisch. Die Entwickler wollten mit diesem Entwurf einen Roboter konstruieren, der menschlich ist, und doch nicht zu menschlich, um den Benutzern keinen Schrecken einzujagen. Bisher wird Pepper vor allem im Service benutzt, zum Beipiel bei Kreuzfahrten oder im Supermarkt.

Die Forscher setzten Pepper nun bei einem Optiker ein. Hierfür scannte Pepper zuerst das Gesicht des Kunden und empfahl ihm eine Brillenform. Der Kunde konnte anschließend über das, im Körper des Roboters integrierte Terminal, weitere Entscheidungen treffen. Abschließend durchsuchte der Roboter eine Bilderdatenbank und zeigte dem Probanden prominente Brillenträger mit einem ähnlichen Gesicht zur Inspiration.

Werden Serviceroboter in Zukunft auch bei Wartungsarbeiten unterstützen? In bisherigen Lösungsansätzen werden Wartungsmitarbeiter vor allem mit Hilfe von Datenbrillen von Empfehlungssystemen unterstützt. Die Übertragung dieser Funktionalität wäre technisch ein Leichtes. Die Frage, ob wir Pepper oder artverwandte Roboter, in Zukunft in der industriellen Produktion sehen werden, hängt stark von der Akzeptanz der Benutzer ab. Die aktuellen Anzeichen hierfür stehen, unserer Meinung nach, schlecht. Als intelligente Begrüßungsstation in Hotels hat Pepper sich aber jetzt schon seine Berechtigung gesichert.

Serviceforum Stuttgart

Auf dem 5. Serviceforum der Region Stuttgart trafen sich am 03. Juli 2019 Entscheider im Servicegeschäft von Maschinen- und Anlagenbauern um Denkanstöße zu sammeln und zu netzwerken. Die Veranstaltung wurde organisiert vom International Performance Research Institute (IPRI) unter der Leitung von Fabian Schüler und Oliver Reichert. Ein Vortragsprogramm bildete den roten Faden durch den Tag und wurde ergänzt durch ein Diskussionsforum, bei dem die Teilnehmer zu diversen Themen im Schervicegeschäft Stellung beziehen konnten.

Im Forum war die ATR Software als Ansprechpartner für Lösungen aus dem Bereiche Computervision, Datenanalyse, Produktionsleitsysteme und IoT Gateways vertreten. Wir freuen uns, dass wir viele spannende Themenstellungen diskutieren konnten.

serviceforum

Augmented Reality in Salento

Salento, auch bekannt als der Absatz des Stiefels von Italien, ist eigentlich nicht für seine hochmoderne Technologie bekannt. Vielmehr prägen Architektur, Strand und Tourismus das alltägliche Bild. Jedoch nicht so auf der SalentoAVR Konferenz. Hier treffen sich Wissenschaftler aus aller Welt um die neusten Entwicklungen im Bereich Augmented Reality und Datenbrillen zu diskutieren. Auch wir haben unsere letzten Projekte vorgestellt, die allesamt mit der Microsoft HoloLens durchgeführt wurden. In einem ersten Ansatz wurden Objekte in einem Video erkannt. Der Ansatz basiert auf Deep Learning, wobei ein tiefes Neuronales Netz mit dem Videostream der HoloLens angelernt wurde. Anschließend wurde die Robustheit dieses Netzes mit verzerrten Bildern getestet (siehe Bild)

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Bilder mit Verzerrungsfiltern

Ein zweites Projekt beschäftigte sich mit der Programmierung von Quadrocoptern. Es ist sehr schwierig sich die Flugbahn eines Quadrocopters vorzustellen, wenn man in einzelnen Befehlen programmiert wie
„fliege 3m nach vorne“
„drehe um 46° auf der z-Achse“

Um die Programmierung zu vereinfachen, wird der erwartete Flugpfad in der HoloLens dargestellt.

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Quadrocopter Testaufbau

Das dritte, und letzte Projekt, widmete sich dem Monitoring einer Brennstoffzelle. Die Stromverbrauchswerte werden über das Protokoll MQTT an die Datenbrille gesendet und können dort im dreidimensionalen Raum betrachtet werden.

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Brennstoffzelle Architektur

Auf der Konferenz wurden viele spannende Konzepte vorgestellt. Die größten Themengebiete waren 1) die Unterstützung von Operationen und Therapien mit Augmented Reality, 2) die Steuerung von industriellen Maschinen und 3) die Städteplanung und Architektur. Wir freuen uns über die Inspiration und werden sicherlich Konzepte und unseren eigenen Anwendungen ausprobieren.



Firmenlauf 2019 – ATR.keepsRunning()

Gruppenfoto unseres Laufteams vor der Ratiopharm Arena vor dem Neu-Ulmer Firmenlauf 2019.

Nun zum dritten Mal in Folge nahm das Laufteam der ATR beim Neu-Ulmer Firmenlauf 2019 teil. Eine erfahrene Kerngruppe aus fünf Läufern absolvierte die sieben Kilometer mit Start und Ziel bei der Ratiopharm Arena Neu-Ulm mit Bravour. Über 2000 Starter hofften dieses Jahr inständig auf beständiges Wetter – und ihre Gebete wurden vom Wettergott erhört. Bei angenehmen Laufwetter und ohne starken Regen, oder gar Gewitter, lief es sich sehr angenehm entlang der Iller.

Der insgesamt schnellste Läufer brauchte knapp 25 Minuten, die schnellste Läuferin kam in 27 Minuten durch das Ziel.

Wir gratulieren unseren Finishern von ATR.run()!

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