Exzellenzcluster
Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer
Steckbrief
Eckdaten
- Laufzeit:
- 01.11.2012 bis 31.10.2017
- Forschungsbereich:
- Soziotechnische Systeme und Mensch-Maschine-Schnittstellen
- Status:
- Abgeschlossen
Weitere Informationen
Kurzbeschreibung
Im Rahmen der zweiten Runde der Exzellenzinitiative des Bundes und der Länder zur Förderung von Spitzenforschung am Hochschul- und Wissenschaftsstandort Deutschland wurde die Förderung des Folgeantrags des Exzellenzclusters „Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer“ der RWTH Aachen University bewilligt. Damit schließt sich nach der ersten Förderperiode (2006 bis 2012) ein weiterer Zeitraum von fünf Jahren an, in dem das Institut für Arbeitswissenschaft im Rahmen der Exzellenzinitiative Forschung betreiben wird. Darüber hinaus steht das IAW dem Teilbereich „Selbstoptimierende Produktionssysteme“ vor.
Herausforderungen
Die Motivation für den Exzellenzcluster liegt im stetig steigenden globalen Wettbewerb. Ziel des Clusters ist es, Lösungen für die Frage zu finden, unter welchen Randbedingungen Unternehmen in Hochlohnländern wie Deutschland erfolgreich Produkte vor allem für Volumenmärkte entwickeln und produzieren können. Diese Lösung erfordert ein grundlegend neues Verständnis der produkt- und produktionstechnischen Zusammenhänge. Der Exzellenzcluster „Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer“ zielt daher auf die Erarbeitung einer zukunftsfähigen, produktionswissenschaftlichen Strategie und Theorie sowie der dafür notwendigen Technologieansätze ab. Mit dem Exzellenzcluster wird das in der ersten Phase erfolgreich gegründete „Aachen House of Integrative Production Technology“ weitergeführt, wodurch die produktionstechnischen Kompetenzen an der RWTH Aachen University gebündelt und insbesondere die Kooperation und Einbindung von Unternehmen in die Aktivitäten des Clusters ermöglicht werden.
Zielsetzung
Das Institut für Arbeitswissenschaft forscht im Rahmen des Clusters im Bereich der „Selbstoptimierenden Produktionssysteme“. In der ersten Phase der Förderung wurden verschiedene Ansätze der Selbstoptimierung untersucht und entsprechende Algorithmen entwickelt. Die zweite Phase der Förderung dient dazu, die ermittelten Ergebnisse auf sozio-technische Produktionsnetzwerke zu übertragen. Zur Bewältigung der Herausforderungen dieser Netzwerke müssen dabei adäquate Strategien, Modelle und Methoden entwickelt und validiert werden. Da der Mensch als integraler Bestandteil solcher Systeme betrachtet werden muss, fokussiert das Institut für Arbeitswissenschaft hierbei insbesondere das Zusammenwirken von Mensch und Maschine innerhalb dieser innovativen Strukturen. Hierbei ist vor allem die ergonomische Gestaltung des Arbeitsplatzes von hoher Bedeutung.
Vorgehen
Die im Rahmen dieses Projektes eingesetzten Methoden umfassen zum Beispiel den Einsatz anthropomorpher Bewegungsbahnen von Robotern. Außerdem wird die Montagereihenfolge bei Montageprozessen durch eine kognitive Kontrolleinheit so gewählt, dass sie für den Menschen verständlich ist. Diese beiden Methoden dienen der transparenten Gestaltung von Arbeitsprozessen. Durch deren Einsatz soll ein besseres Verständnis für die Arbeitsweise der Maschine ermöglicht werden.
Ergebnisse
Es wurden zahlreiche Erkenntnisse auf dem Gebiet der Mensch-Maschine-Interaktion sowie bei der Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) gewonnen. Am IAW entstand auf Basis dieser Forschung ein MRK-Demonstrationsarbeitsplatz. Die Arbeitsteilung ist so gestaltet, dass ein Montagemanagementsystem die Arbeitsperson durch einen beliebigen, im System hinterlegten Montageprozess leitet. Hierbei reicht ein Roboterarm die jeweils als nächstes benötigten Bauteile, wie beispielsweise Schrauben, an, um die Effizienz der Montage insgesamt zu steigern. Mithilfe der Arbeitsprozessüberwachung ist es dem System möglich, die benötigte Zeit für jeden Prozessschritt zu schätzen, um die Handreichungen just-in-time durchführen zu können. Somit wird einerseits eine Reduzierung der Belastung der Arbeitsperson erreicht und andererseits eine Möglichkeit zur effektiveren Maschinenauslastung geschaffen.
Förderung
Der Exzellenzcluster „Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer“ wird im Rahmen der Exzellenzinitiative von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert.
Projektpartner
| Industriepartner |
| BMW |
| Daimler AG |
| EADS |
| Festo AG & Co. KG |
| Ford Forschungszentrum Aachen GmbH |
| Kuka |
| Robert Bosch GmbH |
| ThyssenKrupp Steel AG |
| Volkswagen Werkzeugbau Braunschweig |