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Folie 1
Entwicklung und Bewertung von MRK-Szenarien im Projekt AQUIASSIFA-Forum 2017, 27.-29.09.2017, Lengfurt
ARBEITSPROZESSE FÜR DIE MENSCH-ROBOTER-KOLLABORATION
Folie 2
Industrie 4.0: Intelligente Technologien in der Produktion
Echtzeit-Informationsaustausch durch neue Technologien
Mechanisierung
Industrialisierung
Automatisierung
Informa-tisierung
Die »vierte industrielle Revolution« wird angekündigt
Ziele von Industrie 4.0IndividuelleSerienproduktion
Kürzere Durchlaufzeiten
Verbesserte Produktivität
Durchgängige Informationen
Weniger Medienbrüche
Hohe Reaktionsfähigkeit
Hohe Produktionsflexibilität
Bessere Planqualität durch echtzeitnahe Daten
Smartphones & Tablets
RFID Chips
Sensoren und AktorenEingebettete SteuerungenDatenbrillen
(z.B. Google Glass)
IPv6
Data Analytics/ Smart Data
Cloud Computing
Technologien für Industrie 4.0
Folie 3
Auswirkungen auf die BeschäftigungIn der Einschätzung scheiden sich die Geister
Horst NeumannPersonalvorstand Volkswagen AG
»Wenn in naher Zukunft die geburten-starken Jahrgänge – die Baby-Boomer –in Rente gehen, kann deren Arbeit durch Roboter kompensiert werden.
Es muss kein Personal wegrationalisiert werden, und wir können junge Leute einstellen.«
Kollege Computer: Wahrscheinlichkeit,dass Jobs inner-halb von 20 Jahrendurch Maschinenersetzt werden
Quelle: C. Frey and M. Osborne»The Future of Employment:How Susceptible are Jobs to Computerisation?«;Technology Review, Economist, 1/2014; WirtschaftsWoche, Nr. 5, 26. Januar 2015
Quelle: Stuttgarter Zeitung, Nr. 2, 03. Januar 2015
Folie 4
Industrie 4.0: Jobkiller oder Chance für Schwerbehinderte?Chancen und Risiken der Industrie 4.0 für schwerbehinderte Arbeitnehmer
Chancen
Ausgleich behinderungs-bedingter Leistungs-einschränkungen durch
Individualisierte, intelli-gente Assistenzz.B. Anleitung, Kontrolle
Behindertengerechte Ergonomie
Hybride Wertschöpfung von Mensch und Maschine erlaubt anspruchsvollere Aufgaben für Schwerbehinderte
Einsatz in hoch arbeitsteiligen/monotonen Tätigkeiten, die durch Automatisierung entstehen
Verbesserter Zugang in den ersten Arbeitsmarkt
Risiken
Bisherige Aufträge an Integrationsbetriebe/ Werk-stätten f. Schwerbehinderte entfallen durch weitere Automatisierung
»Manuell-repetitive Resttätigkeiten« entfallen in Unternehmen = potentielle Aufgaben für Schwerbehind.
Steigende Kompetenz-anforderungen durch Industrie 4.0 überfordern Schwerbehinderte
Anforderungen an Inklusionsbetriebe steigen durch Industrie 4.0:Zeit/Kosten/Qualität
Folie 5
Hybride Mensch-Roboter-KollaborationDefinition von »Spielregeln« für die Arbeitspartner der Zukunft
Leistungsstärkere Sensorik:
− Personen- und Bauteilerkennung
− Roboter mit Tastsinn
Schutzzäune entfallen: Menschen arbeiten mit Robotern in einer Zelle
Roboter als Arbeitspartner statt Arbeitswerkzeug:
Erhebliche Vorteile für Ergonomie und Wertschöpfung
Erfordernis neuer Bewertungs-methoden für die Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK)
Neue Interaktionsformen für Betrieb und Programmierung.
Roboter als Trainingspartner?
Qu
elle: Fraun
ho
fer IAO
Quelle: BMW, 2015
Folie 6
Spannungsfelder der Mensch-Roboter-KollaborationMotivation der Unternehmenspartner in AQUIAS
Folie 7
AQUIAS: Szenarien der Arbeitsteilung Mensch-RobotikBarrierefreie Kooperation schafft Gestaltungsspielraum
ISAK gGmbHSchwerbehinderte
Mitarbeiter
Robert Bosch GmbHMitarbeiter ohne
Gesundheitseinschränkungen
PilotISAK
Barrierefreies Produktionsassistenz-System
APAS family von Bosch
Spezifische Aufgaben-unterstützung durch APAS für individuelle körperliche Einschränkungen
Geeignete Prozess-Schnittstellen für die barrierefreie Mensch-Maschine-Kooperation gestalten
PilotBosch
Szenarien der Arbeitsteilung zw. Mitarbeitern und APAS bewerten
Ziele Ziele Ziele
Lerntransfer
Folie 8
Direkte, sichere Zusammenarbeit mit Menschen
BG-zertifiziert
Automatischer Stopp und Wiederanlauf
Sensorhaut Intelligentes Greifer-Konzept
kollaborierend
APAS assistant: Zusammenarbeit von Mensch und Roboter
Folie 9
Schnelles Umrüsten mit wenig Aufwand
flexibel
Stereokamerasystem
Tolerante Teilepositionierung
Erkennung der Startposition mit Passermarken
Integriertes Kamerasystem
Grafische Benutzeroberfläche: einfache Bedienbarkeit
Mobiles Touchpad
Konfigurierbar für neue Aufgaben: kein Programmieren
APAS assistant: Zusammenarbeit von Mensch und Roboter
Vorteile: hohe Flexibilität und Wiederverwendbarkeit
Folie 10
Ausgangsarbeitsplatz: Handhebelpresse DüsenmontageZusammenfügen von zwei Düsenelementen für Duschkopf
Aufgabe 1
• Lagerichtige Positionierungvon zwei Düsenelementen auf Handhebelpresse
• Zusammendrücken der zweiElemente mittels Hand-hebelpresse
Aufgabe 2
• Prüfen der Maßhaltigkeitder zusammengefügtenDüsenelemente mittelsPrüfschiene
• Aussondernvon fehlerhaften Teilen
Folie 11
Entwurf 1: MRK-EinzelarbeitsplatzAPAS prüft Düsenelemente optisch, i.O.-Teile fallen in Sammelschublade
Folie 12
Entwurf 3: Kooperativer ArbeitsraumEinschränkungen links-/rechtseitiger Bewegungseinschränkung ausgleichen
Folie 13
Entwurf 4: L-Form integriert Bestück- und PrüfaufgabenPufferfunktion durch Drehscheibe für Bestücken, Prüfen an rechtem Tisch
Folie 14
Entwurf 5: 2er-Arbeitsplatz mit RollenbahnRollenbahn und Werkstückträger ermöglichen Flexibilität
Folie 15
Entwurf 6: 2er-Arbeitsplatz, höhenverstellbare TischeGreifarm gleicht Tischhöhendifferenz aus – gemeinsamer Arbeitsbereich M-R
Folie 16
Abstimmung mit den BerufsgenossenschaftenBesprechung Sicherheitskonzept im MRK-Labor der Robert Bosch GmbH
Folie 17
Demonstrationstag AQUIAS10.05.2017, ISAK gGmbH, Sachsenheim
Folie 18
AQUIAS: MRK-Arbeitsplatz für SchwerbehinderteVorteile auf einen Blick
Arbeitsqualität
• Nur belastende Aufgaben wandern vom Mensch zum Roboter
• Zusatzaufgaben, Kommunikation
Ergonomie
• Dynamisch anpassbare Tischhöhe
• Individuelle Anordnung von Materialkisten und Werkteilen
Sicherheit
• Sichere Übergabe Werkstückträger
• Integrierte Kollisionsvermeidung
Inklusion
• Tätigkeit auch für Mitarbeiter mit Funktionseinschränkung von Hand/Arm möglich
• Ausgleich verringerter manueller Reichweiten von Mitarbeitern durch Roboter
Folie 19
Individuelle GefährdungsbeurteilungBesonderheiten der MA-Zielgruppe berücksichtigen
Folie 20
Individuelle RisikoabsicherungSicherheit mitarbeiterspezifisch gewährleisten
IMBA: Profilvergleich Bewertung Arbeitsplatz
AnforderungsprofileIMBA Hauptmerkmale Handhebelpresse MRK-Arbeitsplatz DifferenzGeneigt/Gebückt 0 1 1Rumpfbewegungen 1 2 1Armbewegungen 5 2 -3Bewegungs- und Stellungsempfinden 2 3 1Physische Ausdauer 4 3 -1Feinmotorik 3 4 1Antrieb 4 3 -1Ausdauer 5 4 -1Kontaktfähigkeit 0 1 1Mißerfolgstoleranz 2 3 1Teamarbeit 0 2 2Verantwortung 3 4 1
Folie 21
Individualisierung der Mensch-Roboter-KollaborationBehinderungsarten in der Belegschaft der ISAK gGmbH
Folie 22
Der Mensch: Schwerbehinderte ProduktionsmitarbeiterBehinderungsarten und Personas
Hr. Hemidi Hr. Wegner Fr. HerzogFr. Bäumler
Folie 23
Individualisierung der Mensch-Roboter-KollaborationFiktive Personas
Folie 24
Partizipative Workshops mit SchwerbehindertenInformation, Fragen, Erwartungen zum zukünftigen Robotik-Arbeitsplatz
Erläuterung mit Videos
• Was ist Industrie 4.0?
• Wie arbeitet man mit einem Roboter zusammen?
• An welchen Arbeitsplatz bei ISAK kommt der Roboter?
• Wie sieht der Arbeitsplatz mit dem Roboter dann aus?
Evaluation
• Fragebogen: Bewertung Handhebelpresse= IST-Arbeitsplatz
• Erwartungen und Befürchtungen
Begehung MRK-Arbeitsplatz in virtueller Realität
Folie 25
Mensch-Zentrierung der Arbeitsplätze
Technik-Zentrierung der Arbeitsplätze
Hoch
Niedrig
HochNiedrig
Folie 26
Mensch-Zentrierung der Arbeitsplätze
Technik-Zentrierung der Arbeitsplätze
Hoch
Niedrig
HochNiedrig
Folie 27
Zukunftsszenarien: Mensch-Roboter-Kooperation 2030Ausschnitt: Individualisierte Robotik-Unterstützung für Schwerbehinderte
Automatische Anpassung der Robotik an mitarbeiter-spezifischen Unterstützungsbedarf
• Ergonomische Anpassung
• Flexible Werkzeuge und Hilfsmittel
• Anpassung an individuelle Lern-und Leistungskurven
• Übernahme von Arbeitsschritten
• Verschiedene Arbeits-, Lern- und Therapiemodi der Robotik
• Wählbare Aufgaben
• Akzeptanzförderliches Design des Roboters
Programmierte Unterstützungsprofile
• Standardmodule je Einschränkung/ Behinderungsart und Arbeitsaufgabe
• Individualisierbar je Mitarbeiter
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Mensch-Roboter-Kollaboration menschzentriert gestaltenUnterstützungsangebot des Fraunhofer IAO
Ausgewogene Gestaltung der MRK
• Geeignete Arbeitsplätze auswählen
• Inklusion und Wirtschaftlichkeit vereinbaren
Szenarien für Arbeitsprozesse entwickeln
• Varianten von Arbeitsabläufen vergleichen
• Schneller planen mit Virtueller Realität
Arbeitswissenschaftliche Gestaltung
• Arbeitsinhalte für Mitarbeiter erhalten
• Über-/Unterforderung vermeiden
Chancen der Digitalisierung nutzen
• Neue Daten, Services und Geschäftsmodelle für das eigene Unternehmen testen
Folie 29
Ansprechpartnerwww.aquias.de
Fraunhofer IAOGeschäftsfeld Dienstleistungs-und PersonalmanagementNobelstraße 1270569 Stuttgart
David KremerTel. +49 711 970-22 23Mobil +49 151-1632 [email protected]
Sibylle HermannTel. +49 711 970-20 20Mobil +49 151-1632 [email protected] Kremer Sibylle Hermann