Forschungsprojekt ARIZ

Mensch-Maschine-Kooperation in der Industrie 4.0 

Ziel des Projekts ist ein flexibler und wandlungsfähiger Produktionsassistent in sicherer Mensch-Maschine-Kooperation.

Die Rolle des Menschen in der Produktion von morgen wird häufig diskutiert. Welche neuen Aufgaben kommen hinzu? Welche können Roboter übernehmen und wie arbeiten Menschen und Roboter zusammen? Antworten auf diese Fragen und weitere Praxislösungen erforscht Festo gemeinsam mit Partnern aus Wissenschaft und Industrie im Projekt „Arbeit in der Industrie der Zukunft“ (ARIZ). Ein Schwerpunkt liegt dabei auf der sicheren Mensch-Roboter-Kooperation.

Maschinen und Roboter mit umfassenden Sicherungssystemen und entsprechender Sensorik ermöglichen, dass Mensch und Maschine sich im gleichen Arbeitsraum bewegen und ohne Schutzkäfig zusammenarbeiten können. Festo sammelt bereits seit der Eröffnung der Technologiefabrik Scharnhausen im Jahr 2015 Erfahrungen mit der Interaktion von Produktionsmitarbeiter und Roboter. Ein Montageroboter darf ohne Sicherheitszaun neben dem Menschen arbeiten. Er entlastet seine menschlichen Kollegen in der Ventilmontage und übernimmt die ermüdenden und belastenden Greif- und Fügeaufgaben. Eine hochsensible Sensorhaut auf dem Roboterarm überwacht die Bewegungen des Roboters: Sobald ihm ein Mitarbeiter zu nahe kommt, hält er komplett an.

Ziele des Projekts

Ein Hauptziel des Projekts ARIZ ist es, einen flexiblen und wandlungsfähigen Produktionsassistenten in sicherer Mensch-Maschine-Kooperation aufzubauen. Dies muss kein klassischer Knickarm-Roboter sein, wie er bereits in einigen Produktionen zum Einsatz kommt. Der wandlungsfähige und flexible Roboter soll an wechselnden Produktionsarbeitsplätzen eingesetzt werden. Dort soll er die Mitarbeiter entlasten, indem er dem Menschen assistiert und monotone, ergonomisch einseitige Aufgaben abnimmt. Dabei hat die Sicherheit für die Mitarbeiter höchste Priorität. In Zusammenarbeit mit Vertretern der Berufsgenossenschaften werden diese Sicherheitsaspekte untersucht.

Ein weiteres Projektziel ist, die besonderen Qualifizierungsbedarfe der Mitarbeiter, die an diesen Produktionsarbeitsplätzen mit Robotern zusammenarbeiten, abzuleiten und anschließend ein entsprechendes Lernsystem zu realisieren. Dieses Lernsystem wird es ermöglichen, die Mitarbeiter optimal auf ihre zukünftige Aufgabe vorzubereiten.

Die RWTH Aachen University erforscht die arbeitswissenschaftlichen Auswirkungen der Mensch-Roboter-Kooperation, beispielsweise im Sinne der Akzeptanz.

Demonstrator

Bisher übernehmen Roboter meist nur einen einprogrammierten Arbeitsablauf. Im Projekt soll ein Demonstrator für die variantenreiche Produktion entwickelt werden, der verschiedene Aufgaben übernehmen kann: Im Sinne der wandlungsfähigen Produktion soll er nicht fest verbaut werden, sondern mobil beweglich sein und flexibel eingesetzt werden. Der Assistenzroboter wird mit dem übergeordneten IT-System vernetzt, um selbst Informationen abrufen zu können und dadurch den Bedienern die Konfiguration zu vereinfachen. So müssen die Mitarbeiter zum Beispiel bei Greifaufgaben nur die Maße vom zu greifenden Objekt eingeben und der Roboter ist bereit zum Einsatz.

Um den aufwändigen Abnahmeprozess von Maschinen, die ohne Schutzzaun in der Fabrik stehen, zu verkürzen, arbeitet das Projektteam mit Simulationen. Dadurch können Gefahrensituationen virtuell durchgespielt und der Roboter virtuell in Betrieb genommen werden. Eingesetzt wird der Demonstrator bei Festo in der Technologiefabrik Scharnhausen.

Projektpartner

Projektpartner ARIZ

Neben Festo Automation ist auch Festo Didactic im Projekt ARIZ beteiligt. Die Didactic entwickelt im Projekt das Lernsystem für die Mensch-Maschine-Kooperation in der Produktion der Zukunft.

Weitere Partner:

Aus der Wissenschaft

  • Human-Computer Interaction Center der RWTH Aachen University (HCIC)
  • Institut für Unternehmenskybernetik e.V. der RWTH Aachen University (IfU)
  • Lehrstuhl für Informationsmanagement im Maschinenbau der RWTH Aachen University (IMA)
  • Zentrum für Lern- und Wissensmanagement der RWTH Aachen University (ZLW)

Aus der Industrie

  • robomotion GmbH

Das Projekt ARIZ wird unter dem Förderkennzeichen 01FG14003A im Zuge des Programmes "Innovationen für die Produktion, Dienstleistung und Arbeit von morgen" vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.