Im Kontext von Industrie 4.0 wird der optimierte Einsatz von Robotersystemen eine zunehmend wichtige Rolle spielen. Um maximale Effizienz in der Montage zu erreichen, werden Roboter und Menschen weit enger zusammenarbeiten müssen, als das in herkömmlichen Fabriken üblich war und ist Erste Pilotprojekte laufen dieser Tage an.

Die Weiterentwicklung der Fertigung im Zeichen von Industrie 4.0 muss den Einsatz von Robotern in enger Zusammenarbeit mit Menschen ohne aufwändige Schutzeinrichtungen ermöglichen, sodass sich Menschen und Roboter optimal und gefahrlos ergänzen. Im Bereich Fahrzeugendmontage identifiziert und analysiert Ingenics derzeit mit Audi in Ingolstadt die Einsatzmöglichkeiten für Pilotanwendungen.

Bisher wurde, aus Sicherheitsgründen, strikt an einer Trennung der Arbeitsplätze von Mensch und Roboter festgehalten. Die Arbeitsbereiche waren in der Regel durch Sicherheitszäune abgegrenzt, um zu vermeiden, dass die Mensch-Roboter-Kollaboration zur Mensch-Roboter-Kollision werden konnte. Damit hat man aber auch darauf verzichtet, wesentliche Potenziale einer effizienten und reibungslosen Produktion auszuschöpfen. Über die Mensch-Roboter-Zusammenarbeit wird nun vielerorts neu nachgedacht. „Die MRK wird über weite Strecken neu organisiert werden müssen“, sagt Ingenics Project Manager Thomas Kleinbeck.

Der Mensch im digitalen Raum

Wo sich Mensch und Roboter heute „in die Quere“ kommen können, ist es üblich, dass die Maschine stoppt, sobald eine potenziell gefährliche Situation erkannt wird. In der Folge stockt die Produktion bzw. sie kommt vorübergehend ganz zum Erliegen. Während man über Industrie 4.0 diskutiert, mutet das geradezu anachronistisch an. „Damit können wir uns nicht länger zufrieden geben“, sagt Thomas Kleinbeck, „Wir brauchen dringend neue Schutzkonzepte, die eine enge Zusammenarbeit erlauben, ohne den produktiven Betrieb auszubremsen.“ Das System, so Thomas Kleinbeck, müsse aktuelle Tätigkeiten registrieren und anhand des Gesamtkontextes sowie der aktuellen Situation das Gefährdungspotenzial exakt beurteilen. „Die Standardisierung kontextorientierter Schutzsysteme und ihre Integration in intelligente Produktionsumgebungen sind die Voraussetzungen dafür, dass Roboter in gemischten Arbeitsumgebungen wirtschaftlich sinnvoll genutzt werden können.“

Wenn sich Arbeitsbereiche von Mensch und Maschine überlappen, sind und bleiben verlässliche Schutzsysteme unverzichtbar. „Daran wollen und werden wir natürlich nicht rütteln“, sagt Thomas Kleinbeck. „Um die Produktion so effizient wie möglich zu gestalten und die Vorteile von Mensch und Roboter optimal zu verbinden, streben wir an, dass der Roboter zu keiner Zeit stillgelegt oder in seiner Tätigkeit zu sehr eingeschränkt werden muss.“ Durch das intelligente Zusammenspiel von Sensoren, Software und Leichtbaurobotern kann das Gesamtsystem alle Risiken berechnen und Schutzmaßnahmen – wie Ausweichen, Anpassen von Geschwindigkeiten und Bewegungsabläufen etc. – veranlassen.

Auswahl und Umsetzung

Weil für so genannte cyber-physische Arbeitsumgebungen Konzepte nicht nur entwickelt, sondern auch implementiert werden und ihre Praxistauglichkeit beweisen müssen, hat man bei Ingenics einen umfassenden Kriterienkatalog erarbeitet, um MRK-Anwendungsfälle systematisch identifizieren, analysieren und bewerten zu können. Durch die Anwendung des Kriterienkatalogs auf die Montage werden aus einem Pool von möglichen Einsatzfeldern die potenziell realistischen Anwendungsfälle identifiziert und klassifiziert.

Im ersten Schritt wurde eine Montagelinie bei Audi am Standort Ingolstadt mit dem von Ingenics neu entwickelten Tool bewertet. Die hohe Anzahl geeigneter Anwendungsfälle wurde in einem Ranking sortiert. Die bestgeeigneten wurden detaillierter untersucht und den Verantwortlichen bei Audi zur Entscheidung präsentiert. Vor wenigen Tagen fiel die Entscheidung, auf der Basis einer übergreifenden „Roadmap“ mehrere dieser Anwendungen in Pilotprojekten umzusetzen.

Ingenics verfügt ber das Know-how und die Erfahrung im Bereich der Montageplanung und -realisierung, die für die Bewertung der MRK-Anwendungen unerlässlich sind. Zusammen mit dem spezifischen Fachwissen über die Eigenschaften der MRK-Roboter und dem systematischen Vorgehen bei Analyse und Bewertung bietet das Beratungsunternehmen die Voraussetzungen dafür, dass eine schnelle und transparente Identifikation möglicher MRK-Anwendungsfälle und deren Realisierung realistisch sind. „Audi möchte gerne zügig Anwendungen umsetzen“, sagt Key Account Manager Tobias Katai. „Mit der definierten Roadmap stellen wir sicher, dass einer schnellen Umsetzung nichts im Wege steht.“ bw