Automatisiertes Ausleseverfahren von Waffen-Seriennummern: Mit dem Innovationsraum Sandbox gemeinsam zur Lösung
Im Rahmen des Innovationsraumes Sandbox für das Armeelogistikcenter Thun (ALC-T) der Logistikbasis der Armee (LBA) wurden, in Zusammenarbeit mit armasuisse Wissenschaft und Technologie (W+T), Lösungen für das Einlesen von Waffen-Seriennummern gesucht. Dabei galt es, technologische Lösungen zu untersuchen, welche das menschliche manuelle Einlesen und Erfassen der Seriennummern durch ein automatisiertes Verfahren verlässlich ablösen können. Um den Stand der Technik zu evaluieren, wurden Lösungsansätze im Sinne einer Markterkundung über SIMAP gesucht und anschliessend zu einer gemeinsamen Untersuchung mit dem Bedarfsträger eingeladen.
Jens Rehanek und Sarah Trösch, Fachbereich Innovation und Prozesse, Kompetenzbereich Wissenschaft und Technologie
Das manuelle Überprüfen und Erfassen der Seriennummern von Waffen ist eine monotone und ermüdende Tätigkeit, welche mit personellem sowie zeitlichen Aufwand verbunden ist. Mit einer automatisierten Lösung sollen die Aufwände reduziert und die Mitarbeitenden der LBA entlastet und so für andere Tätigkeiten freigestellt werden.
Die Innovationsräume des Bundesamtes für Verteidigung, Bevölkerungsschutz und Sport (VBS)
Im Jahr 2020 erteilte Bundesrätin Viola Amherd der armasuisse W+T den Auftrag, sogenannte Innovationsräume für das VBS auszuarbeiten und umzusetzen. Es handelt sich bei diesen Räumen nicht um physische Räume, sondern um Instrumente beziehungsweise Verfahren, die dazu dienen, innovative und effektive Lösungen für bestehende Herausforderungen des VBS zu finden. Insgesamt existieren fünf verschiedene Innovationsräume. Je nachdem, ob bereits Lösungen bekannt sind respektive wie weit Lösungen vorliegen, fällt die Wahl auf den jeweils passenden Innovationsraum. Die Innovationsräume VBS heissen wie folgt: Wettbewerb, Booster, Idea Lab, Test Run und Sandbox. Die nachfolgenden Ausführungen beschreiben die Tätigkeiten innerhalb des letztgenannten Innovationsraums, der Sandbox.
Der Innovationsraum Sandbox – Durchführung von Tests im einsatzrelevanten Umfeld
Im Innovationsraum Sandbox werden Technologietests in einem einsatzrelevanten Umfeld durchgeführt. Ziel ist es, die Eignung von Technologielösungen für eine definierte Herausforderung zu untersuchen. Im Rahmen der Tests bieten armasuisse W+T und weitere Vertreter des VBS den Zugang zu relevanten Herausforderungen sowie zu einer geeigneten Testumgebung.
Ein Sandbox-Verfahren läuft generell wie folgt ab: Besteht seitens des VBS der Bedarf nach einer technologischen Lösung, wird die Fragestellung im Sinne einer Markterkundung öffentlich ausgeschrieben. Es sind sowohl Einzelpersonen, wie auch Unternehmen, akademische Einrichtungen oder auch Non-Profit-Organisationen eingeladen, ihre Lösungsansätze einzureichen. Anhand von vordefinierten Bewertungskriterien werden anschliessend die Eingaben beurteilt und bei Eignung zur Sandbox eingeladen. Im Rahmen der Sandbox haben die Teilnehmer die Möglichkeit, ihre Lösungen anhand von Testszenarien in realistischer Testumgebung zu demonstrieren. Der Abschluss der Erprobung im Innovationsraum Sandbox erfolgt mittels eines gemeinsamen Berichtes von armasuisse W+T und VBS-Vertretern zuhanden der Teilnehmenden. Dabei geht es nicht darum, Produkte zu evaluieren, sondern technologische Lösungen zu untersuchen und hinsichtlich ihrer Eignung zu beurteilen.
Konkretes Anwendungsbeispiel: automatisiertes Leseverfahren von Waffen-Seriennummern
Die gemeinsame Sandbox mit der LBA fand im Zeitraum vom 03. bis 18. Oktober 2023 in der Waffenwerkstatt in Bern statt.
Die Problemstellung war folgende: Die LBA ist gesamtschweizerisch für die Einlagerung der persönlichen Dienstwaffen zuständig. Vor jeder Einlagerung werden auf der jeweiligen Waffe die drei Seriennummern kontrolliert und erfasst. Dies ist eine äusserts monotone, zeitaufwändige und ermüdende Arbeit. Die Seriennummern sind in den Stahl der Waffen eingestanzt und, mit Ausnahme der Seriennummer im Griffstück der Pistole 75, nicht mit Farbe eingegossen. Basierend auf den Erfahrungen der LBA stellt die automatisierte Erfassung der Seriennummern eine Herausforderung dar. Eine weitere Herausforderung bestand für die LBA bei der Auslesung der Seriennummern auch darin, die Waffen für die Auslesung nicht zu manipulieren.
Somit wurde im Rahmen der Sandbox nach innovativen, state-of-the-art Technologien für die automatisierte Nummernerkennung gesucht. Die Zielsetzung für die angestrebte technische Lösung war: Das Ablesen, Kontrollieren und Erfassen der Seriennummern auf den Waffen durch den Menschen soll entfallen und durch eine technische Nummernerkennung und Erfassung dieser im Buchungssystem ersetzt werden. Stimmen die drei Seriennummern auf der Waffe überein, erfolgt automatisch die gewünschte Buchung direkt ins Management-System der LBA.
Für die Durchführung der Sandbox wurden in der Waffenwerkstatt der LBA verschiedene Dienstwaffen in unterschiedlichen Zuständen (neu, abgenutzt, etc.) sowie ein Demonstrationsbereich für den Testaufbau und die Durchführung zur Verfügung gestellt. Die LBA als Bedarfsträger war vom Anfang bis zum Ende in die Umsetzung der Sandbox aktiv eingebunden.
Zufriedenstellende Ergebnisse zum Abschluss der Sandbox
Die untersuchten Lösungen konnten bereits in dieser kurzen Zeit eine signifikante Effizienzsteigerung im Vergleich zum manuellen Auslesen und Erfassen aufzeigen. Es konnte gezeigt werden, dass mit den heutigen Lösungen ein robustes Auslesen der Seriennummern auch unter herausfordernden Bedingungen in Bruchteilen von Sekunden möglich ist. Weiter konnten bereits im Rahmen der kurzen Tests Modelle trainiert und optimiert sowie die Fehlerquote über ergänzende Trainingsdaten und Optimierungen zusätzlich reduziert werden. So zeigt eine erste Grobabschätzung, dass, verglichen mit der rein menschlichen Durchführung der Aufgaben, eine Verdoppelung oder gar Verdreifachung der Stückzahlen bei gleichzeitiger Halbierung der hierfür benötigten Arbeitskraft erreicht werden könnte. Die im Rahmen dieser Sandbox gewonnenen Erkenntnisse stellen nun eine wichtige Grundlage für das weitere Vorgehen im Sinne der Verwertung, zum Beispiel eines möglichen Beschaffungsvorhabens, dar.
Abschliessendes Fazit und Ausblick
Während der Durchführung der Sandbox herrschte eine sehr lösungsorientierte, innovative und inspirierende Atmosphäre unter allen Beteiligten. Auf allen Seiten war eine Bereitschaft zum offenen und sehr konstruktiven Austausch für eine pragmatische und wirkungsvolle Lösungsfindung vorhanden.
Mit dem gemeinsamen Abschlussbericht der LBA und armasuisse W+T kann dieser Innovationsraum erfolgreich abgeschlossen und Lösungen aufgezeigt werden. Es lässt sich festhalten, dass die Ziele, die LBA in der Lösungsfindung zu unterstützen und gleichzeitig einen Wissens-Aufbau zu generieren, zur Zufriedenheit aller erreicht wurden. Somit verfügt die LBA nun über Entscheidungsgrundlagen für das weitere Vorgehen im Bereich der automatisierten Erfassung von Seriennummern.
