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f+h fördern und heben 4/2018

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f+h fördern und heben 4/2018

FORSCHUNG UND

FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG MANUELLE MONTAGE IN DER INDUSTRIE 4.0 Rasante Entwicklungen in den Bereichen des Maschinellen Lernens und der 3D-Sensorik sorgen bei Assistenzsystemen für die manuelle Montage für einen Entwicklungsschub. Aufgrund moderner Algorithmen und preiswerterer Basistechnologien werden diese im Zuge der Digitalisierung der Industrie interessant. Auf der Control 2018 wird mit dem MonSiKo- Assistenzsystem eine Lösung vorgestellt, die sich von den bisherigen Systemen in einigen wichtigen Punkten unterscheidet. Die Möglichkeiten der Interaktion zwischen Mensch und Technik sind mittlerweile vielfältig, von der klassischen manuellen Eingabe über Spracherkennung und -steuerung bis hin zur berührungslosen Gestensteuerung. Während sich diese neuen Technologien im Privatsektor über Smartphones und Spielekonsolen immer weiter verbreiten, wird diese Form der Interaktion im industriellen und speziell im produzierenden Sektor bislang wenig genutzt, obwohl sich hier großes Potenzial für die Erleichterung im aktuellen Arbeitsalltag verbirgt. Denn der Entwicklungsprozess zu Industrie 4.0 geht auf den Trend zu kleineren Losgrößen und den Wunsch zurück, die steigende Zahl an Produktvarianten auf der gleichen Anlage produzieren zu können, um weiterhin die Kosten möglichst niedrig zu halten. Auch an einem High-Tech-Standort wie Deutschland, an welchem automatisierte Fertigungsstraßen, robotergestützte Montage, Computer- Aided-Engineering und intelligente Qualitätssicherung schon alltäglich sind, müssen immer noch viele Arbeitsschritte in der Produktion manuell durchgeführt werden. Dies trifft immer dort zu, wo komplexe und flexible Montageprozesse erforderlich sind. Derartige Montageaufgaben sind häufig prädestiniert für eine Maschine, lassen sich aber aus technisch-wirtschaftlichen Gründen nicht umsetzen. Der Mitarbeiter steht hierbei unter hohem Druck, wobei 38 f+h 2018/04 www.foerdern-und-heben.de

Mensch-Technik- Kommunikation Prozessphasen Montagearbeitsplatz hinsichtlich Ergonomie, Materialfluss und Prozessablauf keine individuelle Anpassung stattfindet. Jeder Werker muss den gleichen Ablauf einhalten, damit ein problemloser Prozess sichergestellt werden kann. Ein modernes Montageassistenzsystem für den manuellen oder teilautomatisierten Bereich soll den Mitarbeiter in seinen Tätigkeiten unterstützen. Dabei versteht man unter einem Assistenzsystem ein System, das durch Rückmeldungen an den Mitarbeiter Hinweise zum Prozessablauf gibt. Diese Rückmeldungen können u. a. über visuelle Signale, z. B. über einen Bildschirm oder LEDs, stattfinden oder über akustische Signale, z. B. eine Sprachausgabe oder Töne. Wann diese Rückmeldungen stattfinden, ist unterschiedlich. Eine Möglichkeit ist, einem neuen Mitarbeiter Schritt für Schritt einen neuen Montageprozess zu erklären. Ein versierter Mitarbeiter kann dagegen nur Feedback erhalten, wenn Abweichungen zum Zielprozess vorhanden sind. Die Verfolgung des Prozesses wird i. d. R. mithilfe von 3D-Sensorik und intelligenten Algorithmen durchgeführt, welche die aufgenommenen Szenen auswerten. Im Projekt „Adaptives Montageassistenz- und Interaktionssystem mittels 3D-Szenenanalyse und intuitiver Mensch-Technik Kommunikation“ (kurz: MonSiKo), das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert wird (Förderkennzeichen: 01IS16028), befasst sich ein Konsortium aus fünf Partnern mit der Optimierung von manuellen und maschinengestützten Montagearbeitsplätzen mit Mensch-Roboter-Zusammenarbeit hinsichtlich aller relevanten Parameter humaner, wirtschaftlicher und gesellschaftlicher Art. Ziel der Entwicklung ist ein Gesamtsystem aus Hardware- und Softwarekomponenten zur Realisierung eines interaktiven, adaptiven Assistenzsystems, das auf Basis von optischen 3D-Sensoren und akustischen Sensoren die Montageszene erfasst und analysiert. Die Integration des Roboters in das Gesamtsystem übernimmt im Konsortium die robomotion GmbH, während die Faro Europe GmbH & Co. KG die 3D-Sensorik zur Erfassung der Gesamtszene entwickelt und die Sikom Software GmbH die Aufnahme und Verarbeitung der Audiodaten übernimmt. Neben einer Spracheingabe zur Bedienung des Systems gehört hierzu auch eine Geräuscherkennung, um typische Geräusche im Montageprozess zu verifizieren. Um den Arbeitsplatz optimal zu gestalten ist mit der Ruck GmbH & Co. KG auch ein Experte aus dem Bereich Arbeitsplatzgestaltung vertreten. Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA wertet die 3D- Daten aus, führt die Datenfusion sowie die Prozessauswertung durch und entwickelt die Feedbackschnittstelle an den Mitarbeiter. 01 Übersicht über die einzelnen Funktionalitäten des MonSiKo-Gesamtsystems Drahtlos & mobil Das E-Stop- System für SIL3- Anwendungen. Safe-E-Stop App und Wissensbasis zur Konfiguration des Montageprozesses Intuitive Kommunikation zwischen dem System und dem Arbeiter Konfiguration Montageplätze Unterstützung Montageplätze Montageassistenzsystem 23. – 27. April 2018 3D-Objekterkennung Objektverfolgung Bewegungsanalyse Halle 21, Stand G45 Optimierung Montageplätze Modul zur Bewertung relevanter Parameter

AUSGABE