Förderung der Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine in den Fabriken der Zukunft
Die Zukunft der Fertigung wird von der sich entwickelnden Beziehung zwischen Mensch und Maschine, wie zum Beispiel von Robotern, abhängen – insbesondere bei der Entwicklung und Herstellung hochspezialisierter und anpassbarer Produkte. Das Projekt MANUWORK (Balancing Human and Automation Levels for the Manufacturing Workplaces of the Future) bildet den Kern dieser kooperativen Mission, Technologien und Systeme zur Unterstützung des Entwurfs und des Betriebs von Fertigungsarbeitsplätzen zu entwickeln, welche die menschliche Zusammenarbeit mit anderem Bedienungspersonal und Maschinen unterstützen. Das Projekt entwarf u. a. eine Berechnungsmethode zur Optimierung der menschlichen Automatisierungsstufen für den Arbeitslastausgleich; einen Rahmen für die Bewertung der Zufriedenheit, Sicherheit und Gesundheit der Arbeitskräfte; eine Lösung für industrielle soziale Netzwerke in der Fertigung; und eine weitere Lösung, die entwickelt wurde, um die Verwendung von erweiterter Realität (AR) am Fertigungsarbeitsplatz zu erleichtern. „Zu Beginn von Industrie 4.0 die komplexere Maschinen und Automatisierungstechnologien an den Fertigungsarbeitsplätzen erfordert, ist es wichtig, dass alle erforderlichen Technologien und Prozesse vorhanden sind, damit Menschen und Automatisierung von den jeweiligen Stärken profitieren“, erklärt Kosmas Alexopoulos, MANUWORK-Koordinator und Forschungsingenieur im Labor für Fertigungssysteme an der Universität Patras.
Eine neue Realität
In MANUWORK-Pilotinitiativen wurden tragbare Technologien und AR-Technologien für die Mensch-Roboter-Interaktion getestet. Das Hauptziel besteht darin, das Bedienungspersonal bei seinen täglichen Aktivitäten zu unterstützen, indem Text, Hologramme oder virtuelle Objekte zum visuellen Bild der realen Welt hinzugefügt werden, sodass ein AR-Bild erschaffen wird. Ein virtuelles Objekt kann der menschlichen Arbeitskraft den Ort zeigen, an dem ein neues Teil am besten in ein Biegemetallwerkzeug passt. In einem solchen Fall passt die AR-Anwendung ihre Funktionalität an das Profil und die Fähigkeiten des Bedieners an und bietet während dieses Prozesses Schulungen und Anleitungen an. Erweiterte Realität wird auch zur interaktiven visuellen Analyse von Operationen zwischen Menschen und Robotern verwendet. Dabei werden Menschen die Sperrbereiche auf dem Weg eines Roboters angezeigt, um Unfälle zu vermeiden. Ein weiterer Anwendungsfall des Projekts konzentriert sich auf Arbeitskräfte mit kognitiven Behinderungen. „In diesem Fall wurden ein kollaborativer Roboter und erweiterte Realität verwendet, um sie Schritt für Schritt bei der Durchführung von Aufgaben zur elektrischen Verkabelung zu führen. Sie müssen also die elektrischen Schaltpläne nicht selbst interpretieren und müssen nicht einmal in der Lage sein, richtig zu lesen oder gutes räumliches Bewusstsein zu haben“, sagt Johan Kildal, Forscher bei Tekniker (Mitglied der Basque Research and Technology Alliance).
Prüfung der Technologie
Nach Versuchen im letzten Jahr sind vier weitere industrielle Testfälle im Gange. Einer davon betrifft den Automobilhersteller Volvo bei der Entwicklung einer wichtigen Motorkomponente und ein anderer Lantegi Batuak, eine Organisation, die Menschen mit Behinderungen geschützte Arbeitsplätze bietet. „Das allgemeine Feedback lautet, dass sich die Bediener der Anlage wohl fühlen, wenn sie in der Nähe der Roboter arbeiten, und mögliche offensichtliche Verwendungsmöglichkeiten für diese Art der Automatisierung in ihrer täglichen Arbeit sehen“, sagt Alexopoulos. Das MANUWORK-Team betrachtet die Zusammenarbeit mit Lantegi Batuak als ein hervorragendes Beispiel dafür, wie Technologien für Fabriken der Zukunft Menschen mit Behinderungen helfen können, Arbeiten auszuführen, die für sie zuvor unmöglich waren. „Auf diese Weise können zukünftige Fabriken integrativer und sozial nachhaltiger sein“, erklärt Alexopoulos. Da neue Technologien und insbesondere KI-Innovationen die Arbeitsweise des Menschen weiter revolutionieren, werden Systeme wie MANUWORK ein wesentlicher Bestandteil für eine erfolgreiche Partnerschaft zwischen Mensch und Maschine sein. „Arbeitskräfte sollten nicht nur physisch mit einer Maschine zusammenarbeiten können. Sie sollten auch in der Lage sein, mit dem digitalen Gegenstück einer Maschine, dem sogenannten ‚digitalen Zwilling‘, umzugehen“, schließt Alexopoulos.
Schlüsselbegriffe
MANUWORK, Roboter, Menschen, Fabriken, Zukunft, KI, AR, erweiterte Realität