MANUSERV

© JUNGXSensUndSimulation

Kurzsteckbrief

Roboter werden in Zukunft immer mehr Aufgaben in der Produktion vom Menschen übernehmen. Entgegen der Annahme, dass sie nur an Ort und Stelle stehen und nur vordefinierte Aufgaben erledigen, werden Roboter mittlerweile selbständig und erfüllen klassische Service-Aufgaben um Menschen bei der Arbeit zu unterstützen. Vor allem zur Vermeidung von monotonen und körperlich belastenden Bewegungen wäre das ein großer Gewinn.

Auf dem Weg in die Praxis gilt es noch einige Hürden zu überwinden. Das Wissen um die Möglichkeiten der Übertragbarkeiten von manuellen Prozessen auf den Serviceroboter muss erweitert und die Angst vor den Implementierungskosten, den Zeitaufwänden für die Machbarkeitsanalysen sowie die Auswahl und Implementierung geeigneter Lösungen genommen werden. Auf der anderen Seite fehlt den Entwicklern der Servicerobotik-Applikationen häufig genaue Informationen zu den manuell ausgeführten Prozessen, die von den Robotern übernommen werden könnten. Aus diesem Grund wurde das Potenzial der Servicerobotik insbesondere bei kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) bisher nicht umfassend genutzt, demzufolge wurde die Effizienz der Produktionsprozesse nicht maßgeblich gesteigert.

Daher hat das Projekt MANUSERV ein System zur Planungs- und Entscheidungsunterstützung entwickelt, um bislang manuell durchgeführte Prozesse mit Hilfe von Servicerobotern zu automatisieren. Das System unterstützt die Auswahl des am besten geeigneten Serviceroboters sowie dessen Kostenabschätzung, die Programmierung bis hin zur virtuellen Inbetriebnahme. Die Lösung ist für Anwender als Dienst über eine Internetplattform verfügbar, auf der Anbieter ihre Servicerobotik-Lösungen in einem Technologiekatalog zur Verfügung stellen.

Szenario

Funktion und Vorteile von MANUSERV wurden anhand von mehreren praktischen Anwendungsszenarien getestet, evaluiert und optimiert.
Im Anwendungsszenario „Hybride Montage mit Leichtbaurobotern“ lag der Fokus auf der Mensch-Roboter-Interaktion und Einbeziehung von Sicherheits- und Überwachungssystemen sowie auf der Koordinierung manueller und automatisierter Prozessschritte. Mit diesem hybriden Prozess wurden Teile für das Produkt „Smart Radio“ beim Industriepartner Albrecht Jung GmbH & Co. KG im Mensch-Roboter-Betrieb gefertigt und montiert. Dabei lag der Schwerpunkt nicht auf der vollständigen Automatisierung des manuellen Prozesses, sondern auf der aktiven Unterstützung von Mitarbeitern bei der Montage von Haustechnikgeräten und -systemen. Dementsprechend wurden die Projektarbeiten und -ergebnisse bei diesem Anwendungsszenario stark auf die Themen Mensch-Roboter-Interaktion und Einbeziehung von Sicherheits- und Überwachungssystemen sowie auf die Koordinierung manueller und automatisierter Prozessschritte ausgerichtet.

Ein weiteres Anwendungsszenario wurde beim flexiblen Robotereinsatz in der Landwirtschaft umgesetzt. In der Landwirtschaft, vor allem im Bereich des Melkens, gibt es einen starken Trend zur Automatisierung. Es gibt jedoch noch viele nicht automatisierte Prozesse, beispielsweise im Viehtrieb sowie in der Liegeplatzreinigung und Melkkarussellreinigung. Diese wurden im Rahmen des Projekts analysiert. Dazu wurden in dem Projekt bisher nicht automatisierte komplexe und körperlich anstrengende Tätigkeiten auf Roboter übertragen. Robotiklösungen kommen dem Gemüt der Tiere entgegen: Kühe sind Gewohnheitstiere, die geregelte Abläufe bevorzugen. Aber auch aus Sicht der Mitarbeiter ist die Unterstützung durch Serviceroboter eine große Entlastung, um bei ergonomisch ungünstigen Arbeiten entlastet zu werden.

Für die Anwendungsszenarien wurden moderne Verfahren der Arbeitswissenschaften mit neuen Methoden der Handlungsplanung und Simulationen sowie der Roboterprogrammierung kombiniert. Am Anfang der Prozesskette stand die Erfassung manueller Arbeitssystem- und Arbeitsprozessdaten, die über das vom Projektpartner ICARUS Consulting GmbH entwickelte Web-Interface mit Herstellerdaten von Serviceroboterlösungen zusammengeführt werden. Die Ergebnisse der Systemplanung von MANUSERV für die Beispielprozesse wurden in eine virtuelle Welt integriert. Dadurch können die einzelnen Schritte der MANUSERV-Prozesskette innerhalb einer Projektion des RIF simuliert und in 3D dargestellt werden. Die in der Simulation ermittelten Analyseresultate bildeten die Basis für die technisch-wirtschaftliche Bewertung der gefundenen Lösungen.

Wege in die Praxis

Die MANUSERV-Lösung soll nun für Anwender als Dienst über eine Internetplattform angeboten werden. Die technologi¬sche Umsetzung der Plattform wurde durch die ICARUS Consulting GmbH vorgenommen. Auf der Internetplattform stel¬len Anbieter ihre Servicerobotik-Lösungen in einem Tech-nologiekatalog zur Verfügung, der auch planungstechnische Beschreibungen von Fähigkeiten der Produkte und Roboter beinhaltet. Dadurch wird der Austausch von Anwendern und Roboterherstellern verbessert, um den Transfer innova¬tiver Servicerobotik in die Praxis zu erleichtern. Für Unternehmen ist der Einsatz eines Serviceroboters vorausschauend planbar – sowohl in Bezug der Umsetzbarkeit, als auch unter Berücksichtigung ökonomischer Kriterien – da eine ausgewählte Systemlösung zunächst virtuell in Betrieb genommen werden kann, ohne Hardwareinvestitionen zu tätigen. Durch die automatisierte Auswahl geeigneter Technologien wird der Planungsaufwand und die Umsetzung von industriel¬len Servicerobotik-Lösungen deutlich und macht sie für KMU beherrschbar. Da die Programmierung der Serviceroboter weitgehend automatisiert durchgeführt wird, ist hier auch eine einfache und reibungslose Implementierung gewährleistet.

Konsortialpartner: RIF Institut für Forschung und Transfer e.V. (Konsortialführer), ICARUS Consulting GmbH, Albrecht Jung GmbH & Co. KG, GEA Farm Technologies GmbH, KHS Corpoplast GmbH