Arbeitsplatzausstattung

Inklusive Arbeitsplätze der nächsten Generation

Die Einsatzpotenziale von Robotern werden nicht allein von technischen Entwicklungen bestimmt. Auch die passenden kulturellen, sozialen und betrieblichen Bedingungen spielen eine entscheidende Rolle.
Während vor wenigen Jahrzehnten Industrieroboter noch meist durch Käfige von Menschen getrennt waren und linear ihre Aufgaben verrichteten, agieren Roboter heutzutage (teil)autonom und kollaborieren zunehmend in sämtlichen Einsatzgebieten mit dem Menschen.

Bei der Mensch-Roboter-Kollaboration (kurz MRK) im Projekt, soll der Roboter dem Menschen assistieren. Das bedeutet: Die Maschine ersetzt nicht den Menschen, sondern ergänzt seine Fähigkeiten und nimmt ihm belastende Arbeiten ab. Mensch und Roboter arbeiten interaktiv und ohne trennenden Schutzzaun in einem gemeinsamen Arbeitsbereich. Außerdem ist das gleichzeitige Arbeiten von Mensch und Roboter am selben Objekt gewährleistet.

Das Kernelement des Projekts besteht dementsprechend im Einsatz von Leichtbaurobotern als flexible Hilfsmedien und auf den jeweiligen Grad der Behinderung zugeschnittenen Arbeitsplätze. Dies unterstützt die individuelle Erweiterung der physischen und kognitiven Fähigkeiten von schwermehrfachbehinderten Personen.

Hierdurch lässt sich das Spannungsfeld zwischen einer wirtschaftlichen Produktivität und der Inklusion von Menschen mit Behinderung auflösen.

Formen der Interaktion zwischen Mensch und Roboter

Adaptives Multi-User-System

  • Gleichwertige Nutzbarkeit für alle:

     Der Zugang soll für alle Nutzer gleichwertig sein. Stigmatisierung und Ausgrenzung sollen vermieden werden.                                         Der Erhalt der Privatsphäre und die Sicherheit sollen gewährleistet und das Design soll für alle Nutzer ansprechend sein.

  • Flexible Nutzbarkeit:

     Das Design soll möglichst verschiedene Vorlieben und Fähigkeiten sowie die Fehlerfreiheit und Präzision des Nutzers                           unterstützen. Dazu gehört die Bedienungsweise: z.B. rechts- oder linksseitig und in unterschiedlicher Geschwindigkeit.

  • Einfach und intuitiv:

     Das Design ist leicht zu verstehen – unabhängig von Vorkenntnissen, Sprachkompetenzen, Wissen oder                                                 Konzentrationsvermögen.

  • Wahrnehmbare Information:

     Die wichtigste Information wird dem Nutzer effizient zur Verfügung gestellt – unabhängig von Umweltbedingungen oder den             individuellen sensorischen Fähigkeiten.

  • Fehlertoleranz:

     Das Design minimiert die Wahrscheinlichkeit von Fehlbedienungen und die möglichen Konsequenzen einer Fehlbedienung.

  • Geringe physische Anforderungen:

     Das Design erlaubt eine komfortable und effiziente Nutzung unter geringen Ermüdungserscheinungen.

  • Bewegungsfreiheit und Raum für Zugang und Benutzung:

     Das Design erlaubt den Zugang und die Nutzung unabhängig von der Körpergröße und Beweglichkeit durch ausreichende                 Bewegungsfreiheit und Raum.

Konzept eines Profilkatalogs

Der Profilkatalog bildet u. a. den individuellen Förderbedarf eines Menschen mit Schwer- und Mehrfachbehinderung ab und wird im Prozess der Gestaltung der Musteranwendungen verwendet und validiert. Im Laufe des Projektzeitraums wird der aktuelle Entwurf des Katalogs anhand der gewonnenen Erkenntnisse und Erfahrungen erweitert und adaptiert. Zusätzlich zu den auszuwertenden Fähigkeits- und Anforderungsprofilen wurde dem Profilkatalog ein Stammdatenblatt beigefügt, welches der Erfassung wichtiger zusätzlicher Informationen zu den körperlichen und kognitiven Fähigkeiten dient. Durch die Ergänzungen soll die Anwendung des Profilvergleichsinstruments IMBA zur vollständigen Analyse des Förderbedarfes und der Arbeitsplatzausstattung schwermehrfachbehinderter Menschen ermöglicht werden.

Konzept eines Profilkatalogs

Ein solcher Roboter für sich allein hat noch keinen konkreten Nutzen. Erst durch Integration der richtigen Werkzeuge und Greifer, durch eine geeignete Anbringung des Roboters am Kollaborationsarbeitsplatz und letztlich die Einbindung des Roboters in das industrielle Kommunikationsnetz des Unternehmens wird er wirklich zu einer einsatzbereiten MRK-Applikation.

Wenn die Anwendung sicher geplant ist, ermöglichen inzwischen neue Technologien eine direkte Kollaboration des Roboters mit dem Menschen. So lassen sich die Vorteile der Robotersysteme mit den menschlichen Fähigkeiten optimal kombinieren. Weiterhin sind mit MRK-Anwendungen neuartige Produktionskonzepte möglich.

Die Arbeitsplatzausstattung kann wie folgt gestaltet sein: 

  • Arbeitsplatz/-tisch, höhenverstellbar
  • Zubehör
    • Lichtquelle
    • Behälter, Schubladen, Regalsysteme, Zuführ-, Halteeinrichtungen
  • manuelle Werkzeuge
  • Mess-/Prüfeinrichtungen zur Qualitätskontrolle

Ergänzungen des Arbeitsplatzes durch die Installation eines Robotersystems nach den Bedürfnissen und Fähigkeiten der Teilnehmenden. Sie sind von Anfang an bei der Gestaltung des Arbeitsplatzes mit einbezogen.

Systemkomponenten sind unter anderem:

  • Leichtbauroboter
  • Robotersteuerung
  • Bedienelemente (z.B. Touch-Panel, Joystick, Knöpfe)
  • Endeffektor (Werkzeug/Greifer)
  • Sensoren (intern/extern)

Voraussetzung für den kollaborierenden Betrieb industrieller Roboter ist die Einhaltung von Grenzwerten hinsichtlich der Geschwindigkeit und Kraft-/Momentenübertragung sowie die Ausstattung mit entsprechenden Schutzeinrichtungen ([EN ISO 10218-1: 2016 Anforderungen an den Industrieroboter], [DIN ISO/TS 15066: 2016 Anforderungen an kollaborative Roboter]).

  • Schutzeinrichtung (z.B. optische Arbeitsraumüberwachung, Lichtschranken, Kraft-Momenten-Sensor)
  • Not-Aus-Schalter

Das folgende Bild veranschaulicht die Konzeptidee eines inklusiven Mensch-Roboter-Arbeitsplatzes:

Konzeptidee

Von der Konzeptidee zum Arbeitsplatz

Ergebnisse der Arbeitsplatzgestaltung, die sich aus den Wünschen und Bedürfnissen der Teilnehmenden ergibt:

-Leicht Bedienbare Taster 
-Taster und Joystick als Bedienelement, die individuell anzuordnen sind
-Sowohl eine visuelle als auch auditive Ausgabe gewünscht (hier: Bildschirm, Ampelsystem, Lupe und Begleitung durch die Aufgabe mittels akustischer Sprachausgabe)

Roboter und Greifer des Projekts

Neben den Robotern selbst sind die Greifer ein wichtiger Bestandteil des MRK-Arbeitsplatzes. Ohne die Greifer kann der Roboter keine Handhabungsaufgaben durchführen. Es gibt eine Vielzahl an unterschiedlichen Greifern für kollaborative Roboter. Im Moment stehen drei verschiedene Greifer für die Realisierung der Musteranwendung zur Verfügung.

Roboter im Projekt

Beispiele typischer Leichtbauroboter

KUKA LBR iiwa
KINOVA Jaco²
Universal Robots UR3

Projektbeirat

Der Projektbeirat setzt sich aus unterschiedlichen Fachbereichen zusammen: Sozialwissenschaft, Technik, Wirtschaft und Inklusion. Die verschiedenen Blickwinkel geben eine ganzheitliche Betrachtung auf das Projekt.

Möchten Sie Teil des Projektbeirats werden?

Ihre Expertise aus allen Bereichen/Organisationen ist uns wichtig! 

Nehmen Sie gerne Kontakt mit uns auf.

Zwei Industrieunternehmen wurden für die Musteranwedungen gefunden!

Wir freuen uns, dass wir zwei Unternehmen für das Projekt gefunden haben. 

Das Industrieunternehmen Buschhoff Stanztechnik und das Cölner Hofbräu P. Josef Früh KG aus Köln stellt uns Musteranwendungen zur Verfügung. 

Die ausgewählten Musteranwendungen werden dann in den Werkstätten für unsere Zielgruppe mit den Leichtbauroboter implementiert. Im Detail werden alle Einzelkomponenten zusammengestellt, montiert und in einem praxisnahen Szenario getestet. 

Anschließend wird die entwickelte MRK-Arbeitsplatzausstattung im betrieblichen Umfeld integriert und verifiziert, wobei technische Systeme ggf. adaptiert werden. Zudem erfolgt eine Integration potentieller neuer Mitarbeiter in die Organisation und in das soziale Gefüge des Unternehmens.

Beispiel einer Musteranwendung von einem Industrieunternehmen

Visuelle Prüfung von Blechbauteilen auf Fertigungs- und Materialfehler. Diese Musteranwendung wird u.a. im Projekt umgesetzt.
Beispiel einer Musteranwendung von einem Industrieunternehmen