User centered design of a cognitive control unit for a self-optimizing assembly system

• Benutzerzentriete Entwicklung eines Cognitive Control Unit für ein selbstoptimierendes Montagesystem

Susanto, Novie; Schlick, Christopher (Thesis advisor); Flemisch, Frank Ole (Thesis advisor)

Aachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University (2015)
Doktorarbeit

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2014

Kurzfassung

Diese Dissertation stellt die menschengerechte Gestaltung einer kognitiven Kontrolleinheit (CCU) für selbstoptimierende Robotermontagezellen. Die CCU simulieren die menschliche Kognition, um sich auf Basis von Vorwissen auf die sich verändernden Bedingungen in der Produktstruktur und Materialversorgung anzupassen. Um die Übereinstimmung der Erwartungen des Bedieners mit dem technischen System zu verbessern, sind zwei Versuche durchgeführt worden, die sich auf die verschiedenen Modelle des Roboterverhaltens auf der Grundlage von menschlichen Produktionsregeln für eine Montageaufgabe konzentrieren. Im ersten Versuch wird eine Montageaufgabe mit LEGO Steinen durchgeführt. Das Modell des Roboterverhaltens mit den LEGO-Steinen ist mit einem zweiten Experiment auf ein reales Produkt, einem Vergaser, übertragen. Die Probanden mussten das Muster der Roboter Vorgehensweise erkennen während einer Montageaufgabe mit den LEGO Steinen oder dem Vergaser und auf dieser Basis die nächste Ziegel oder Teilposition vorhersagen. Eine Varianzanalyse (alpha=0,05) des ersten Experiment zeigt, dass das Roboterverhaltensmodell mit den menschlichen Produktionsregeln zu deutlich kürzeren Prädiktionszeiten, einer geringeren Beanspruchung und einer höheren Vorhersagegenauigkeit führt. Das zweite Experiment verdeutlicht, dass die Teilnehmer bei den menschlichen Regeln erneut kürzere Prädiktionszeiten und Fixationsdauern und höhere Vorhersagegenauigkeiten erreicht haben. Zudem haben das Alter und der kultureller Hintergrund einen wesentlichen Einfluss auf die Beanspruchung. In Bezug auf den kulturellen Hintergrund kann festgehalten werden, dass die indonesischen Teilnehmer eine höhere Beanspruchung und Unzufriedenheit als die deutschen Teilnehmer empfunden haben. Im Hinblick auf das Alter kann man festhalten, dass die jüngere Gruppe eine geringere Belastung und Unzufriedenheit als die ältere Gruppe wahrgenommen hat. Diese Dissertation kommt zu dem Entschluss, dass die Entwicklung der CCU auf der Grundlage von menschlichen Produktionsregeln die Übereinstimmung zwischen den Erwartungen des menschlichen Bedieners und des technischen Systems in selbstoptimierenden Montagezellen maximiert.