Mensch arbeitet mit Roboter, Bild: Ludmilla Parsyak © Fraunhofer IAO

Im Projekt Auqias sollen Roboter mit schwerbehinderten Menschen zusammen arbeiten. Bild: Ludmilla Parsyak © Fraunhofer IAO

Der verstärkte Einsatz von Robotern in der Produktion wirft viele Fragen auf: Nimmt der Roboter mir meinen Arbeitsplatz weg? Kann er mich entlasten? Ist die Zusammenarbeit mit ihm sicher?

Die Mensch-Roboter-Kollaboration sollte daher nicht nur unter rein wirtschaftlichen Kriterien betrachtet werden. Fraunhofer-Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben zusammen mit Unternehmen die Aufgabenverteilung zwischen Mensch und Roboter von Anfang an mitgeplant. Das Ergebnis: Der Roboter übernimmt die ergonomisch ungünstigen Aufgaben des Ausgangsarbeitsplatzes, die für den Men-schen belastend wirken können. Abschließende Kontroll- und Prüfaufgaben bleiben dagegen beim Mitarbeitenden.

Apas unterstützt schwerbehinderte Mitarbeiter

Der automatische Produktionsassistent APAS assistant von Bosch, der in der Produktion des Unternehmens ISAK in Sachsenheim nahe Stuttgart eingesetzt wird, arbeitet den Mitarbeitern unmittelbar zu. Mit seinem Greifer zieht der APAS assistant die Werkteile des Mitarbeiters zu sich und schiebt sie nach Bearbeitung wieder zurück. So gleicht er die unterschiedliche Reichweite der schwerbehinderten Mitarbeitenden beim Greifen aus. Außerdem benötigen die Beschäftigten aufgrund ihrer unterschiedlichen Einschränkungen individuelle Tischhöhen, die je nach aktueller körperlicher Verfassung im Tagesverlauf variieren können. Kein Problem für den Produktionsassistenten, denn er kann sich mit seinem Roboterarm flexibel an die veränderte Tischhöhe der Mitarbei-terinnen und Mitarbeiter anpassen – und das sogar im laufenden Betrieb.

Projekt Aquias mit unterschiedlichen Ansprüchen

Im Projekt Aquias entwickelt das Fraunhofer IAO IAO unter arbeitswissenschaftlichen Gesichtspunkten Praxislösungen der Mensch-Roboter-Kollaboration. "Erfolgsfaktor für die menschzentrierte Gestaltung des Mensch-Robotik-Arbeitsplatzes ist die intensive Diskussion gegensätzlicher Gestaltungskriterien im Projektteam", erläutert David Kremer, Koordinator des Projekts. Die größte Herausforderung des interdisziplinären Entwicklungsteams besteht darin, sehr unterschiedliche Ansprüche und Erwartungen zu integrieren: neben der technischen Machbarkeit muss der Arbeitsplatz wirtschaftlich sein, attraktive Arbeitsaufgaben bieten und zudem die Inklusion von Schwerbehinderten ermöglichen.

Hilfreich ist dabei die Visualisierung der Arbeitsplatzentwürfe mittels CAD und virtueller Realität. Sie be-schleunigt und vereinfacht die Entwicklung und bietet den schwerbehinderten Produktionsmitarbeiterinnen und -mitarbeitern die Möglichkeit, ihre Anforderungen direkt im Gestaltungsprozess einzubringen.

Bosch stellt als Partner im Projekt den APAS assistant nicht nur als Hersteller zur Verfügung, sondern übernimmt gleichzeitig die Aufgabe, den Produktionsassistenten an die Fertigungsumgebung der Firma ISAK anzupassen. "Seine speziell von Bosch entwickelte Sensorhaut erkennt, wenn sich ein Mensch im Nahbereich befindet; die Maschine stoppt, bevor es zu einer Berührung kommt", erklärt Wolfgang Pomrehn, Produktmanager für die APAS Produktionsassistenten bei Bosch. Das zertifizierte Sicherheitskonzept berücksichtigt alle vorgeschriebenen Sicherheitsstandards für die Mensch-Roboter-Kollaboration. Um spezielle behinderungsbedingte Risiken auszu-schließen, wird zudem eine individuelle Risikoanalyse mit jedem Einzelnen durchgeführt, der am Robotik-Arbeitsplatz arbeiten soll. Daraus werden zusätzliche personenbezogene Sicherheitsmaßnahmen abgeleitet.

Intelligente Unterstützungsfunktion des Robotik-Arbeitsplatzes

"Ziel ist es, die Flexibilität des Roboters nicht nur für die Bearbeitung individueller Produkte zu nutzen, sondern auch für die Unterstützung individueller Mitarbeiter" sagt Christian Henkel, Projektleiter auf Seiten des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, deutlich. Um intelligente Service-Funktionen des Roboters optimal auf den Unterstützungsbedarf der Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter zuzu-schneiden, entwickelt das Fraunhofer IPA eine Digitalisierungs-Roadmap für die Mensch-Roboter-Kollaboration. Darin wird Schritt für Schritt aufgezeigt, wie Unternehmen die digitale Vernetzung von Robotik-Arbeitsplätzen mit der Produktionsumgebung ausbauen und für intelligente Unterstützungsfunktionen nutzen können. Langfristig soll dies dazu beitragen, Win-win-Lösungen für die Balance der Mensch- und Technikzentrierung in Mensch-Roboter-Arbeitssystemen zu entwickeln und die digitale Vernetzung von Robotik-Arbeitsplätzen mit den intelligenten Systemen der Industrie 4.0 voranzutreiben. hei