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Newsartikel

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TÜV AUSTRIA engagiert sich in Forschungsprojekten der Mensch-Roboter-Kollaboration

  •   17.04.2017
  •   Industry & Energy
  •   erstellt von Christiane Reitshammer

Industrieroboter finden sich mittlerweile in zahlreichen industriellen Anlagen in Österreich und werden ständig mehr. Eher neu ist die Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK), die durch Industrie 4.0 an Bedeutung gewinnt.

Wie wird bei der Mensch-Roboter Kollaboration die Sicherheit von Mitarbeitern, Anlagen und Unternehmen gewährleistet?

In der Automotive-Industrie oder bei Zulieferbetrieben sind „gewöhnliche“ Industrieroboter, wenn es um hohe Präzision bei der Produktion von großen Stückzahlen geht, bereits Standard. „Ein ‚gewöhnlicher Industrieroboter ist völlig abgetrennt von seinem Umfeld und mittels Zaun ‚eingesperrt‘“, erklärt Christoph Schwald, Corporate Innovation Manager von TÜV AUSTRIA: „Bei entsprechender seriöser Anwendung kann man von einem hohen Sicherheitsniveau ausgehen.“ MRK funktioniert jedoch ganz anders. „Der Roboter interagiert direkt mit dem Menschen, kann Werkstücke reichen, Teile halten bis sie vom Werker appliziert werden.“ Der Einsatz ist laut Schwald vor allem für die Produktion niedriger Stückzahlen mit hoher Variabilität interessant, „also ideal für Industrie 4.0-Anwendungen, bei denen man auf kundenspezifischen Produkte - Stichwort ‚Losgröße 1‘ – abzielt“. Ein weiterer Aspekt betrifft die Entlastung des Arbeiters im Sinne der Ergonomie – etwa beim Anheben schwerer Werkstücke.

Aber wo lauert jetzt die Gefahr? Ein „freigelassener“ Roboter kann, auch wenn er eher kleiner ist als die meisten derzeitigen, Menschen durch eine Bewegung mit einem Werkstück verletzen. Im Sinne von Industrie 4.0 und „Internet of Things“ geht es aber auch um Daten-Vernetzung und dadurch um eine mögliche digitale Angreifbarkeit von außen. So könnte eine ungewollte Fremdsteuerung des Roboters die Sicherheitsmechanismen außer Kraft setzen und Menschen gefährden. Derartige Aspekte müssen geprüft werden.

TÜV AUSTRIA-Kooperation mit Fraunhofer Austria

Für Industrie 4.0-Lösungen sind interdisziplinäre Kooperationen zwischen Wissenschaft und Wirtschaft fast unabdinglich. TÜV AUSTRIA engagiert sich daher im Bereich der MRK gemeinsam mit Fraunhofer Austria Research bei einem Forschungsprojekt. „Bei der TU Wien Industrie 4.0 Pilotfabrik geht es um den Aufbau und nachhaltigen Betrieb einer sowohl physischen als auch virtuellen Demonstrationsfabrik – also eine Lern-, Innovations- und Forschungsfabrik“, erläutert Schwald.

Von industriellen und wissenschaftlichen Partnern werden gemeinsam entwickelte Arbeitsergebnisse in ein reales Umfeld implementiert, getestet und bis zur Marktreife modifiziert. „Dadurch können neueste Erkenntnisse im Kontext gelebter Industrie 4.0 – insbesondere für KMU – anschaulich und greifbar vermittelt werden“, so der TÜV AUSTRIA-Manager. Anwendungen werden auf bestehende Risiken bewertet, entsprechende Gegenmaßnahmen abgeleitet, wie Wilfried Sihn, Geschäftsführer von Fraunhofer Austria und Leiter des Instituts für Managementwissenschaften an der TU Wien, die Kooperation beschreibt: „Die wesentlichen Synergien ergeben sich aus den unterschiedlichen Perspektiven, die Fraunhofer Austria und TÜV AUSTRIA auf Technologien haben: Einerseits Produktivität, andererseits Sicherheit. Beide Dimensionen sind für jeden Unternehmer erfolgskritisch und wir können deren Erreichung durch unsere Kooperation zukünftig von vornherein integriert anbieten.“

Zusammenarbeit mit Joanneum Research

TÜV AUSTRIA arbeitet auch mit Robotics – Institut für Robotik und Mechatronik am Joanneum Research (Standort Klagenfurt) zusammen. „Als anwendungsorientiertes Forschungsinstitut im Bereich Robotik und Mechatronik ermöglicht uns die Zusammenarbeit, unsere Expertise aus Forschung und Entwicklung näher an die Anwender heranzubringen“, erklärt Michael Hofbaur, Direktor des Instituts. So kann etwa das Institut spezielle Situationen, die durch eine Risikoanalyse des TÜV AUSTRIA identiziert wurden – zum Beispiel ungewollte Mensch-Roboter-Kollisionen –, messtechnisch auf ihr jeweiliges Gefahrenpotenzial untersuchen.

Mensch-Roboter-Kollaboration: Weitere Entwicklung

Die Rolle der Robotik ist zukunftsweisend, sind sich die Experten sicher. „Robotik bildet die Brücke von den informationstechnischen Innovationen der Industrie 4.0 hin zur tatsächlichen Anwendung in der Produktion der (nahen) Zukunft“, so Hofbaur: „Die Automatisierung erfährt durch die neuen Formen und Möglichkeiten der modernen Robotik einen wesentlichen Innovationsschub. Sprich, ohne Robotik wären die hochgesteckten Ziele von Industrie 4.0 nur sehr eingeschränkt möglich.“

Mit Hilfe von Robotik können, wie Sihn erläutert, in Produktionsbereichen, die auch in Österreich noch stark von manueller Arbeit geprägt sind, die individuellen Fähigkeiten von Maschinen und Menschen in einem gemeinsamen Prozess kombiniert werden. Der Experte sieht großes Verbreitungspotenzial „unter der Prämisse, dass die Sicherheit für Mitarbeiter und Maschine gewährleistet werden kann.“

MRK: Aufgaben der Forschung

Unternehmen müssen sowohl die künftige Arbeitsteilung zwischen Mensch und Roboter als auch das Thema Sicherheit klären – Forschungsfragen, die auch von Fraunhofer Austria vorangetrieben werden, so Sihn. 

Die Eigenheiten von in der flexiblen Produktion eingesetzten Robotern sollen fassbar gemacht werden, ergänzt Hofbaur. Bei der Auswahl eines Roboters gehe es heute auch um kinematische Feinheiten: Ein Roboter kann z.B. eine Aufgabe in bis zu 16 verschiedenen Varianten lösen. Sicherheit in allen Bereichen ist eine Grundvoraussetzung. „Wir stellen aber auch fest, dass diese nun ‚freigelassenen‘ Robotersysteme auf die Gefahren der informationstechnischen Welt – Stichwort Cyber Security – oftmals nicht ausreichend vorbereitet sind. Hier herrscht starker Forschungs-, Entwicklungs- und Aufklärungsbedarf“, so Hofbaur.

Die Vielfalt an Normen und Richtlinien in komplexen Unternehmen soll in ein ganzheitliches Sicherheitskonzept überführt werden, meint Sihn. „Dieses Konzept muss auch auf sich verändernde Risikolagen reagieren – beispielsweise, ganz aktuell, auf eine höhere Gefährdung durch die zunehmende Vernetzung von Produktionsressourcen. Dabei können externe Dienstleister mit hoher fachgebietsübergreifender, sicherheitsspezifischer Expertise wertvolle Beratung und Unterstützung leisten“, so Sihn. 

Industrie 4.0: TÜV AUSTRIA auf der Hannover Messe 24.-28.4. 2017

Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) - v.l.n.r.: Wilfried Sihn, Geschäftsführer des Fraunhofer Instituts und Stefan Haas, CEO der TÜV AUSTRIA Gruppe (C) TÜV AUSTRIA, Andreas Amsüss

TÜV AUSTRIA auf der Hannover Messe 2017 - Industrie 4.0

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