Stärkung der europäischen Industrie durch die Zusammenarbeit zwischen Roboter und Mensch
Produktionsanlagen, die in der Vergangenheit in Schwellenländer verlagert wurden, kehren nach Europa zurück. Im verarbeitenden Gewerbe vollzieht sich ein Paradigmenwechsel in der Art und Weise, wie Dinge hergestellt werden, weg von der traditionellen Produktion mit hohem Volumen und eingeschränktem Sortiment hin zu einer Produktion mit geringem Volumen und umfangreichem Sortiment. Dieser Wandel hat zur Folge, dass die Beschäftigten in den Fabriken immer stärker unter Druck geraten, um Schritt zu halten – ein Druck, der das Risiko von Fehlern und Verletzungen erhöht. Eine mögliche Lösung liegt in der verstärkten Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter. „Roboter, die an der Seite von Menschen arbeiten und einige der anspruchsvollsten und riskantesten Fertigungsaufgaben übernehmen, bergen das Potenzial, die Fertigung zu revolutionieren und Fabriken sowohl sicherer als auch produktiver zu machen“, so Matteo Zanaroli, Group Innovation Funding Manager bei Datalogic. Bevor Menschen und Roboter zusammenarbeiten können, müssen sie erst lernen, miteinander zurechtzukommen. Hier setzt das EU-finanzierte Projekt ROSSINI (RObot enhanced SenSing, INtelligence and actuation to Improve job quality in manufacturing) an. Das Projekt befasst sich mit dem Entwurf und der Entwicklung von fabriksicheren Robotern, mit denen die Arbeitsqualität erhöht, die Produktionsflexibilität gesteigert und die Produktivität verbessert werden kann. „Dieses Projekt setzt sich gezielt mit den Hemmnissen, die einer breiten Einführung von Mensch-Roboter-Systemen im Wege stehen, wie beispielsweise Sicherheitsprobleme und Bedenken der Fachkräfte hinsichtlich der Arbeitsplatzsicherheit auseinander“, erklärt Zanaroli, der das Projekt koordiniert.
Eine Lösung mit sieben Ebenen
Das Herzstück des Projekts ist eine fortschrittliche, automatisierte und kollaborative Plattform. Die Plattform besteht aus sieben Ebenen, darunter eine Sensorebene, die ein Szenario abtasten und mögliche Gefahren erkennen kann, und eine Wahrnehmungsebene, die feststellt, welche Arbeitsbereiche sicher sind. „Auch ein kognitiver Bereich ist vorhanden, der als Gehirn des Roboters dient und dessen Bewegungen und Aufgaben optimiert, während er gleichzeitig menschliche Faktoren erfassen und berücksichtigen kann“, erklärt Zanaroli. „Daran schließt sich die Steuerungsebene an, welche die von der kognitiven Ebene ermittelte optimale Maßnahme ausführt.“ Da diese Roboter an der Seite von Menschen arbeiten sollen, verfügt die Plattform über eine menschliche Ebene, die es ihr ermöglicht, die Präferenzen ihrer menschlichen Teammitglieder zu verstehen. „Diese Ebene stellt sicher, dass der Roboter weiß, dass er komplexe, sich wiederholende und riskante Aufgaben ausführen soll, und überlässt die anspruchsvolleren Arbeiten den Menschen“, fügt Zanaroli hinzu. „Sie zielt daher darauf ab, den sehr realen Bedenken der Beschäftigten zu begegnen, dass ihre Arbeit automatisiert oder durch Roboter ersetzt werden könnte.“ Zu guter Letzt ist da noch die Betätigungsebene, die es dem Roboter erlaubt, schnell zu starten, sich zu bewegen und anzuhalten und seinen Arm und seine Gelenke präzise einzusetzen, sowie die Integrationsebene, die auch bei einem unvorhergesehenen Unfall für Sicherheit sorgt. „Alle diese Ebenen sind in die ROSSINI-Plattform integriert und lassen sich auf Roboter unterschiedlicher Größe und Komplexität skalieren“, erklärt Zanaroli.
Tests in der Praxis
Die ROSSINI-Plattform wird derzeit an drei echten Industriestandorten getestet. Nach Angaben von Zanaroli laufen bereits Teil-Demonstratoren mit vielversprechenden Ergebnissen. „Die vorläufigen Ergebnisse stellen einen bedeutenden Schritt nach vorne für das Konzept der Zusammenarbeit von Mensch und Roboter dar“, sagt er abschließend. „Wir haben zum Beispiel bereits aufgezeigt, dass der kollaborative Bereich um den Roboter herum mit Hilfe der Steuerung der Sicherheitsebene vergrößert werden kann.“ Nach Abschluss der Tests wird sich das Projekt der Standardisierung zuwenden. Das Projekt läuft noch bis März 2022.
Schlüsselbegriffe
ROSSINI, Zusammenarbeit von Mensch und Roboter, Roboter, Fertigung, Fabriken
