Mensch und Maschine arbeiten Hand in Hand

Hochspezialisierung auf der einen und automatisierte Massenproduktion auf der anderen Seite: Was für Maschinen zu individuell, für Menschen aber zu aufwändig und unwirtschaftlich ist, soll ein „goldener Mittelweg“ möglich machen. Bei „kollaborativen Montageprozessen“ arbeiten Menschen und Roboter „Hand in Hand“. Wie solche Prozessketten gelingen können, untersucht nun ein Forschungsprojekt am „Institut Digital Engineering“ (IDEE) der FHWS: „KoPro“ (konfigurierbare Prozessketten in der kollaborativen Montage komplexer Bauteile) möchte dazu beitragen, den Planungs- und Implementierungsaufwand solcher Mensch-Roboter-Kollaborationen künftig deutlich zu verringern.

Trend zur Massenspezialanfertigung

„In vielen industriellen Bereichen ist in den letzten zehn Jahren ein klarer Trend von der Massenproduktion hin zur ‚Massenspezialanfertigung‘ zu beobachten“, so die beiden Projektleiter Prof. Dr.-Ing. Jan Schmitt und Prof. Dr. Tobias Kaupp. Einerseits steigt die Variantenvielfalt industriell gefertigter Produkte, andererseits verringert sich deren Lebenszyklus. In einem Vorgängerprojekt („InKoMo“ von 2020-2021), gefördert von der Bayerischen Forschungsstiftung, wurde ein teilautomatisierter Ansatz der Mensch-Roboter-Kollaboration im Rahmen einer Machbarkeitsstudie bereits vorgestellt und im FHWS Science Journal (FHWS Science Journal) publiziert. „Mensch-Roboter-Kollaboration trägt dazu bei, Prozesse deutlich effizienter zu gestalten, Fehler zu minimieren und die Arbeitsbedingungen für Mitarbeitende zu verbessern“, betont Prof. Dr. Tobias Kaupp.

KoPro bearbeitet offene Fragen zum Planungsaufwand

Einige Fragen sind noch ungelöst: Insbesondere der Planungs- und Implementierungsaufwand entsprechender Prozessketten ist sehr groß, da diese Prozesse noch von Expertinnen und Experten manuell durchgeführt werden müssen. Hier setzt das Nachfolgeprojekt „KoPro“ an: Zum einen sollen neuartige Planungsalgorithmen implementiert und zweitens Anpassungen der Montagesequenzen und der Roboterprogramme in Echtzeit vorgenommen werden. Ziel ist eine reproduzierbare Automatisierung, basierend auf bereits vorhandenen Prozess- und Produktdaten.

Nutzen für die bayerische Wirtschaft

Die Bayerische Forschungsstiftung ist überzeugt von dem Potenzial dieses neuartigen Ansatzes und fördert das Projekt KoPro bis Anfang 2025. Damit ist es auch als Teil eines gesamt-industriellen Wandels in Richtung „Industrie 4.0“ zu verstehen, denn der Einsatz von Robotern und Assistenzsystemen in der Montage hat großes Potenzial, wie Prof. Dr.-Ing. Jan Schmitt betont: „Die Erkenntnisse aus dem KoPro-Projekt sollen dazu beitragen, Unternehmen in Bayern zu befähigen, diesen Wandel zu vollziehen und gleichzeitig Arbeitsplätze in der Montage zu erhalten.“

Neben der FHWS als Forschungspartnerin sind weitere Industriepartner im KoPro Projekt engagiert. Als Endanwender fungieren Fresenius Medical Care, Wittenstein SE sowie das Würzburger KMU Uhlmann und Zacher. Technologiepartner sind die Firmen DE software & control und Universal Robots.

Zum Projekt KoPro und zum FHWS Science Journal

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