FORobotics

 

Mobile, adhoc-kooperierende Roboterteams

 

Kurzbeschreibung

FORobotics war ein Forschungsverbundprojekt mit der Beteiligung von 6 Forschungspartnern und rund 20 Industrieunternehmen. Das Ziel von FORobotics war es, mobile und ad-hoc kooperierende Roboter in Teams aus mehreren Robotersystemen, sowie zwischen Roboter und Mensch entsprechend ihrer Fähigkeiten zu vereinen. So sollte ein effizienteres und nutzerfreundliches Arbeitssystem in der Produktion entwickelt werden. Im Rahmen des Projekts wurden innovative Techniken und Methoden anhand eines zentralen Use-Cases, der auf realen Szenarien von Anwenderfirmen basiert, erarbeitet und evaluiert. Der Verbund wurde gefördert von der Bayerischen Forschungsstiftung, die Koordination übernahm das Fraunhofer IGCV.

Ziele

Im Zeitalter der Digitalisierung werden Produktlebenszyklen immer dynamischer und sind mit zunehmender Unsicherheit belegt. Hier stoßen fest geplante Flexibilitätskorridore von Produktionsanlagen immer mehr an ihre Grenzen. Unter dem Begriff der Wandlungsfähigkeit zeigen sich daher zunehmend Ansätze, die anstreben, die Produktion leichter auf nicht vorhergesehene Änderungen zu adaptieren. Mobile, ad-hoc kooperierende Roboterteams bieten in diesem Zusammenhang das Potenzial, sich adaptiv an wechselnde Aufgaben und Randbedingungen anzupassen. Das Forschungsvorhaben lieferte einen wesentlichen Beitrag hierzu, indem aktuelle Trends für eine Zukunftsvision adressiert wurden.

Herausforderungen

Im Gesamtprojekt FORobotics leitete das Institut für Arbeitswissenschaft der RWTH Aachen das Teilprojekt 5 – die empirische Evaluation der Mensch-Roboter Interaktion entsprechend einer system- und nutzerorientierten Herangehensweise. Dabei wurde eng mit den anderen Teilprojekten im Verbund zusammengearbeitet, um so Teilergebnisse der Partner iterativ und summativ hinsichtlich Kriterien der Effizienz und Nutzerakzeptanz zu evaluieren und mit arbeitswissenschaftlicher Expertise zu unterstützen. Dabei stand auch die ganzheitliche Berücksichtigung des Arbeitssystems im Fokus. So wurden Erkenntnisse erzielt, die Unternehmen bei der Integration der neuen Robotertechnologie in die betriebliche Gesamtstruktur unterstützen.

Vorgehen und Methoden

FORobotics zeichnete sich in seiner Struktur durch hohe interdisziplinäre Vernetzung aus, die durch Kooperation zwischen den 6 Teilprojekten „Dienstbasierte Betriebsmittel“, „Vernetzung“, „Aufgabenorientierte Planung“, „Interaktion“, „Empirische Nutzerevaluation“ und einem Demonstratorprojekt ermöglicht wurde. Die in den Teilprojekten erarbeiteten Lösungen wurden schließlich einheitlich anhand eines definierten Use-Cases am Demonstrator umgesetzt. Dies geschah auch im ständigen Austausch mit den Industriepartnern und innerhalb regelmäßiger Themenworkshops und Zwischentreffen.

Das Teilprojekt der Evaluation stellte dabei ein Querschnittsprojekt dar, welches für jedes der anderen Teilprojekte arbeitswissenschaftlichen Input lieferte und den Forschungs-Output anhand von Nutzerstudien in Feldstudien und Laborexperimenten empirisch evaluierte. Die empirisch gesicherten Ergebnisse flossen daraufhin in den Entwicklungsprozess zurück. Dabei wurde sich verschiedenster empirischer qualitativer und quantitativer Forschungsmethoden bedient. Die erzielten Forschungsergebnisse wurden der Öffentlichkeit zugänglich gemacht.

Ergebnisse

Die erzielten Arbeiten werden zukunftsweisend für weitere, neue Forschungsvorhaben im Bereich Industrie 4.0, sowie für den industriellen Einsatz von autonom agierenden, mobilen Robotern sein. Durch die im Rahmen von FORobotics entwickelten Ergebnisse wurden neue Impulse für die wissenschaftliche Forschung im Bereich der Produktionstechnik geliefert. Auf Basis einer Evaluation bestehender Ansätze und der Identifikation von fehlenden Lösungsbausteinen wurde ein schlüssiges Gesamtkonzept erarbeitet, wobei durch die Einbindung von industriellen Anwendungspartnern neue Fragestellungen aus der Praxis fokussiert werden konnten.