MaxiMMI

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Multimodale, aufgabenorientierte Bediensysteme zur flexiblen und nutzendenzentrierten Mensch-Maschine-Interaktion an Produktionsmaschinen

 

Kurzbeschreibung

Das Projekt MaxiMMI adressiert die Problematik der steigenden Informationsdichte heutiger Produktionsmaschinen in Zeiten der wachsenden Heterogenität der Nutzendengruppen. Die Zunahme des Anteils älterer Arbeitspersonen infolge des demografischen Wandels und dem technologischen Fortschritt stellt maschinenproduzierende Unternehmen vermehrt vor die Problematik hinsichtlich einer angepassten alters- und herkunftsgerechten Maschinensteuerung. Vor allem die wachsende Komplexität der Maschinen erschwert die Interaktion mit diesen ohne kostenintensive Schulungen und lange Einarbeitungszeiten erheblich. Daraus resultiert eine gesteigerte mentale Beanspruchung der Arbeitspersonen mit den Folgen einer reduzierten Produktivität und erhöhten Fehleranfälligkeit.

Herausforderungen

Die Herausforderungen in diesem spezifischen industriellen Nutzungskontext liegen zum einen in der Implementierung geeigneter Technologien im Sinne eines kontextsensitiven adaptiven Mensch-Maschine-Interaktionskonzeptes und zum anderen ist durch den Einsatz von Technologien zu gewährleisten, dass die kognitiven Fähigkeiten des Menschen, beispielsweise durch eine Fülle an Technik, keine Fehlbeanspruchungsfolgen hervorrufen. Schließlich stellt die Wahrung der Privatsphäre und des Datenschutzes eine besondere Herausforderung für die Technologieeinführung dar.

Zielsetzung

Das Ziel des Vorhabens besteht darin, die Grundlagen für einen Paradigmenwechsel von einem Maschinenbedienkonzept mit einzelnen, ortsgebundenen Mensch-Maschine-Schnittstellen hin zu einem verstärkten Anwendungs- und Kontextbezug zu schaffen, die durch eine integrierte Personenerkennung – stets unter Wahrung der Interessen der Mitarbeitenden – individuell während der Bedienung auf die Bedürfnisse der Nutzenden ausgerichtet werden können.

Vorgehen

Im beschriebenen Forschungsvorhaben wurden Ansätze für ein neues Maschinensteuerungskonzept erarbeitet, die auf diese Entwicklungen reagieren: In das Zentrum der Mensch-Maschine-Interaktion werden zielgruppengerechte, multimodale Bedienkonzepte wie Multi-Touch, Raumgesten und Sprachsteuerung mit individueller Nutzungsadaption gestellt, die eine intuitive natürliche Mensch-Technik-Interaktion ermöglichen. Die Bedienung wird zur Komplexitätsverringerung kontextspezifisch auf unterschiedliche Geräte aufgeteilt. Eine intelligente Kombination aus gesteigertem sensorischen Einsatz und unterstützender Software soll eine flexiblere Handhabung der Maschinen ermöglichen. Im Gegensatz zu heutigen Interaktionskonzepten erkennen die anvisierten Steuerungssysteme die jeweilige Arbeitsperson, identifizieren die individuellen Aufgaben und berücksichtigen die kognitiven, kulturellen und physischen Voraussetzungen der Nutzenden. Somit wird eine auf die Nutzenden zugeschnittene sichere multimodale Mensch-Technik-Interaktion entwickelt, welche die Effizienz bei der Bedienung sowie die Technikakzeptanz steigert und zu einem positiveren Bedien- und Arbeitserlebnis führt.

Ergebnisse

Im Rahmen des Projektes wurden mobile Client-Geräte wie Smartphones, Tablets, Headsets und projektionsbasierte Visualisierungs- und Bedienoberflächen sowie Sensorik als Erweiterung konventioneller Bedienelemente auf ihre ergonomische und effektive Nutzbarkeit für die Maschinenbedienung untersucht. Im Projekt wurden daraus adaptive Bedienkonzepte erarbeitet, die gemäß den branchenüblichen Anforderungen unter Berücksichtigung der aktuellen Aufgaben und Gruppe der Nutzenden ein kognitiv unterstütztes Arbeiten mit abgestimmter Informations- und Bedienelementanzeige ermöglichen. Dabei wurde situationsabhängig beispielsweise der Standort von Arbeitspersonen an der Maschine, ihre Blickrichtungen oder die Belegung beziehungsweise Verfügbarkeit der Hände für Kommunikations- und für Arbeitstätigkeiten in die Forschungsarbeiten einbezogen, um Laufwege, nicht-ergonomische Körperhaltungen oder informatorische Reizüberflutung usw. zu vermeiden. Die erarbeiteten und gleichermaßen auf Sensorik zur Erkennung von Bedienintention, Pose und Bediengesten aufbauenden Bedienkonzepte adressieren verstärkt die große Vielfalt unterschiedlicher Fähigkeiten, Lebens- und Arbeitsbedingungen sowie individuelle Anforderungen an die optimierte Maschinenbedienung.

Förderung

Gefördert wurde das Projekt durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung. Die Betreuung erfolgte durch den Projektträger VDI/VDI Innovation + Technik GmbH.

Projektpartner

Siemens

Index

ProCom

Chiron

Fecken-Kirfel

WZL