Forschung und Entwicklung im Geschäftsfeld Robotersysteme

Herkömmliche Einzelarbeitsplätze in der industriellen Fertigung von heute sind mehrheitlich taktgesteuert und setzen voraus, dass der Mensch die ihm zugeschriebene Aufgabe innerhalb der Taktzeit erfüllt. Logistische Materialflusssysteme und an der Arbeitsaufgabe teilhabende Maschinen sind präzise auf den vorgeplanten Prozess synchronisiert und nehmen gegenüber dem Menschen die Rolle eines Taktgebers ein. Eine Rückkopplung zu der übergeordneten Prozessteuerung findet nicht statt. Die immer wiederkehrenden Abläufe sind starr, im Voraus geplant und lassen kaum Spielraum für Veränderungen. Der Mensch ist dadurch einer immer gleichen Belastung ausgesetzt, die auf seine zeitlich veränderliche, mentale und körperliche Leistungsfähigkeit nur unzureichend angepasst wird. Die Folge können Ermüdungserscheinungen sein, die sich auf die Qualität der geleisteten Arbeit negativ auswirken.

Eine Möglichkeit punktuelle Belastungen des Menschen durch immer wiederkehrende Abläufe, die auf seine zeitlich veränderliche, mentale und körperliche Leistungsfähigkeit nur unzureichend angepasst werden, zu kompensieren, sieht die Forschergruppe in einem kognitiven Arbeitssystem mit autonomen Funktionen. Manuelle Handhabungs- und Fertigungsvorgänge sollen automatisch an die individuelle  Leistungsfähigkeit des Menschen anpasst werden und bedarfsgerecht unterstützen und entlasten.

Im Fokus steht die operative Ebene, auf der Menschen, autonome Roboter und eine intelligente Materiallogistik zukünftig eng zusammenarbeiten. Die Forschergruppe orientiert sich dabei an einem alltäglichen Vorbild:

Zwei Menschen, die Hand in Hand für eine gemeinsame Sache tätig sind und sich dabei flexibel auf die Handlungen und Leistungen des jeweils anderen optimal einstellen.

Ein kognitives Arbeitssystem, das auf gleiche Weise funktioniert, hat den Vorteil, die wirtschaftlichen Potentiale einer Kombination von manueller und maschineller Arbeit bestmöglich, nachhaltig und tolerant auszuschöpfen. Bestmöglich, da Effizienz und Qualität durch den passgenauen Abruf von Arbeitsleistung in einem ausgewogenen Verhältnis stehen, und nachhaltig, da es den Menschen nicht über seine Grenzen hinaus beansprucht.

Kognitive und autonome Fähigkeiten bilden das funktionelle Rückgrat des hier skizzierten Arbeitssystems. Erst durch sie ist es in der Lage, die jeweils vorliegende Arbeitssituation zu erfassen, zu interpretieren und mit Erwartungsbildern abzugleichen, um dann aus dem gewonnenen Kontext autonome Handlungen abzuleiten und auszuführen.

Es entsteht ein rückgekoppelter Prozessregelkreis, auf operativer und zeitlicher Ebene, welcher innovative Verfahren wie z.B. künstliche Intelligenz zur Selbstorganisation nutzt und alle die Funktionselemente wie z.B. Materialfluss und Automation auf die jeweilige Arbeitssituation präzise anpasst.

KaSys ist ein durch die Investitionsbank Sachsen-Anhalt gefördertes Projekt (ZS/2017/10/88788) mit einer Projektlaufzeit vom 01.03.2018 bis 31.03.2022.