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Entwicklung und Bewertung von MRK-Szenarien im Projekt AQUIASSIFA-Forum 2017, 27.-29.09.2017, Lengfurt

ARBEITSPROZESSE FR DIE MENSCH-ROBOTER-KOLLABORATION

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Industrie 4.0: Intelligente Technologien in der Produktion

Echtzeit-Informationsaustausch durch neue Technologien

Mechanisierung

Industrialisierung

Automatisierung

Informa-tisierung

Die vierte industrielle Revolution wird angekndigt

Ziele von Industrie 4.0IndividuelleSerienproduktion

Krzere Durchlaufzeiten

Verbesserte Produktivitt

Durchgngige Informationen

Weniger Medienbrche

Hohe Reaktionsfhigkeit

Hohe Produktionsflexibilitt

Bessere Planqualitt durch echtzeitnahe Daten

Smartphones & Tablets

RFID Chips

Sensoren und AktorenEingebettete SteuerungenDatenbrillen

(z.B. Google Glass)

IPv6

Data Analytics/ Smart Data

Cloud Computing

Technologien fr Industrie 4.0

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Auswirkungen auf die BeschftigungIn der Einschtzung scheiden sich die Geister

Horst NeumannPersonalvorstand Volkswagen AG

Wenn in naher Zukunft die geburten-starken Jahrgnge die Baby-Boomer in Rente gehen, kann deren Arbeit durch Roboter kompensiert werden.

Es muss kein Personal wegrationalisiert werden, und wir knnen junge Leute einstellen.

Kollege Computer: Wahrscheinlichkeit,dass Jobs inner-halb von 20 Jahrendurch Maschinenersetzt werden

Quelle: C. Frey and M. OsborneThe Future of Employment:How Susceptible are Jobs to Computerisation?;Technology Review, Economist, 1/2014; WirtschaftsWoche, Nr. 5, 26. Januar 2015

Quelle: Stuttgarter Zeitung, Nr. 2, 03. Januar 2015

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Industrie 4.0: Jobkiller oder Chance fr Schwerbehinderte?Chancen und Risiken der Industrie 4.0 fr schwerbehinderte Arbeitnehmer

Chancen

Ausgleich behinderungs-bedingter Leistungs-einschrnkungen durch

Individualisierte, intelli-gente Assistenzz.B. Anleitung, Kontrolle

Behindertengerechte Ergonomie

Hybride Wertschpfung von Mensch und Maschine erlaubt anspruchsvollere Aufgaben fr Schwerbehinderte

Einsatz in hoch arbeitsteiligen/monotonen Ttigkeiten, die durch Automatisierung entstehen

Verbesserter Zugang in den ersten Arbeitsmarkt

Risiken

Bisherige Auftrge an Integrationsbetriebe/ Werk-sttten f. Schwerbehinderte entfallen durch weitere Automatisierung

Manuell-repetitive Restttigkeiten entfallen in Unternehmen = potentielle Aufgaben fr Schwerbehind.

Steigende Kompetenz-anforderungen durch Industrie 4.0 berfordern Schwerbehinderte

Anforderungen an Inklusionsbetriebe steigen durch Industrie 4.0:Zeit/Kosten/Qualitt

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Hybride Mensch-Roboter-KollaborationDefinition von Spielregeln fr die Arbeitspartner der Zukunft

Leistungsstrkere Sensorik:

Personen- und Bauteilerkennung

Roboter mit Tastsinn

Schutzzune entfallen: Menschen arbeiten mit Robotern in einer Zelle

Roboter als Arbeitspartner statt Arbeitswerkzeug:

Erhebliche Vorteile fr Ergonomie und Wertschpfung

Erfordernis neuer Bewertungs-methoden fr die Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK)

Neue Interaktionsformen fr Betrieb und Programmierung.

Roboter als Trainingspartner?

Qu

elle: Fraun

ho

fer IAO

Quelle: BMW, 2015

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Spannungsfelder der Mensch-Roboter-KollaborationMotivation der Unternehmenspartner in AQUIAS

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AQUIAS: Szenarien der Arbeitsteilung Mensch-RobotikBarrierefreie Kooperation schafft Gestaltungsspielraum

ISAK gGmbHSchwerbehinderte

Mitarbeiter

Robert Bosch GmbHMitarbeiter ohne

Gesundheitseinschrnkungen

PilotISAK

Barrierefreies Produktionsassistenz-System

APAS family von Bosch

Spezifische Aufgaben-untersttzung durch APAS fr individuelle krperliche Einschrnkungen

Geeignete Prozess-Schnittstellen fr die barrierefreie Mensch-Maschine-Kooperation gestalten

PilotBosch

Szenarien der Arbeitsteilung zw. Mitarbeitern und APAS bewerten

Ziele Ziele Ziele

Lerntransfer

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Direkte, sichere Zusammenarbeit mit Menschen

BG-zertifiziert

Automatischer Stopp und Wiederanlauf

Sensorhaut Intelligentes Greifer-Konzept

kollaborierend

APAS assistant: Zusammenarbeit von Mensch und Roboter

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Schnelles Umrsten mit wenig Aufwand

flexibel

Stereokamerasystem

Tolerante Teilepositionierung

Erkennung der Startposition mit Passermarken

Integriertes Kamerasystem

Grafische Benutzeroberflche: einfache Bedienbarkeit

Mobiles Touchpad

Konfigurierbar fr neue Aufgaben: kein Programmieren

APAS assistant: Zusammenarbeit von Mensch und Roboter

Vorteile: hohe Flexibilitt und Wiederverwendbarkeit

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Ausgangsarbeitsplatz: Handhebelpresse DsenmontageZusammenfgen von zwei Dsenelementen fr Duschkopf

Aufgabe 1

Lagerichtige Positionierungvon zwei Dsenelementen auf Handhebelpresse

Zusammendrcken der zweiElemente mittels Hand-hebelpresse

Aufgabe 2

Prfen der Mahaltigkeitder zusammengefgtenDsenelemente mittelsPrfschiene

Aussondernvon fehlerhaften Teilen

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Entwurf 1: MRK-EinzelarbeitsplatzAPAS prft Dsenelemente optisch, i.O.-Teile fallen in Sammelschublade

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Entwurf 3: Kooperativer ArbeitsraumEinschrnkungen links-/rechtseitiger Bewegungseinschrnkung ausgleichen

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Entwurf 4: L-Form integriert Bestck- und PrfaufgabenPufferfunktion durch Drehscheibe fr Bestcken, Prfen an rechtem Tisch

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Entwurf 5: 2er-Arbeitsplatz mit RollenbahnRollenbahn und Werkstcktrger ermglichen Flexibilitt

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Entwurf 6: 2er-Arbeitsplatz, hhenverstellbare TischeGreifarm gleicht Tischhhendifferenz aus gemeinsamer Arbeitsbereich M-R

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Abstimmung mit den BerufsgenossenschaftenBesprechung Sicherheitskonzept im MRK-Labor der Robert Bosch GmbH

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Demonstrationstag AQUIAS10.05.2017, ISAK gGmbH, Sachsenheim

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AQUIAS: MRK-Arbeitsplatz fr SchwerbehinderteVorteile auf einen Blick

Arbeitsqualitt

Nur belastende Aufgaben wandern vom Mensch zum Roboter

Zusatzaufgaben, KommunikationErgonomie

Dynamisch anpassbare Tischhhe Individuelle Anordnung von

Materialkisten und Werkteilen

Sicherheit

Sichere bergabe Werkstcktrger Integrierte Kollisionsvermeidung

Inklusion

Ttigkeit auch fr Mitarbeiter mit Funktionseinschrnkung von Hand/Arm mglich Ausgleich verringerter manueller Reichweiten von Mitarbeitern durch Roboter

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Individuelle GefhrdungsbeurteilungBesonderheiten der MA-Zielgruppe bercksichtigen

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Individuelle RisikoabsicherungSicherheit mitarbeiterspezifisch gewhrleisten

IMBA: Profilvergleich Bewertung Arbeitsplatz

AnforderungsprofileIMBA Hauptmerkmale Handhebelpresse MRK-Arbeitsplatz DifferenzGeneigt/Gebckt 0 1 1Rumpfbewegungen 1 2 1Armbewegungen 5 2 -3Bewegungs- und Stellungsempfinden 2 3 1Physische Ausdauer 4 3 -1Feinmotorik 3 4 1Antrieb 4 3 -1Ausdauer 5 4 -1Kontaktfhigkeit 0 1 1Mierfolgstoleranz 2 3 1Teamarbeit 0 2 2Verantwortung 3 4 1

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Individualisierung der Mensch-Roboter-KollaborationBehinderungsarten in der Belegschaft der ISAK gGmbH

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Der Mensch: Schwerbehinderte ProduktionsmitarbeiterBehinderungsarten und Personas

Hr. Hemidi Hr. Wegner Fr. HerzogFr. Bumler

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Individualisierung der Mensch-Roboter-KollaborationFiktive Personas

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Partizipative Workshops mit SchwerbehindertenInformation, Fragen, Erwartungen zum zuknftigen Robotik-Arbeitsplatz

Erluterung mit Videos

Was ist Industrie 4.0? Wie arbeitet man mit einem

Roboter zusammen?

An welchen Arbeitsplatz bei ISAK kommt der Roboter?

Wie sieht der Arbeitsplatz mit dem Roboter dann aus?

Evaluation

Fragebogen: Bewertung Handhebelpresse= IST-Arbeitsplatz

Erwartungen und Befrchtungen

Begehung MRK-Arbeitsplatz in virtueller Realitt

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Mensch-Zentrierung der Arbeitspltze

Technik-Zentrierung der Arbeitspltze

Hoch

Niedrig

HochNiedrig

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Mensch-Zentrierung der Arbeitspltze

Technik-Zentrierung der Arbeitspltze

Hoch

Niedrig

HochNiedrig

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Zukunftsszenarien: Mensch-Roboter-Kooperation 2030Ausschnitt: Individualisierte Robotik-Untersttzung fr Schwerbehinderte

Automatische Anpassung der Robotik an mitarbeiter-spezifischen Untersttzungsbedarf

Ergonomische Anpassung Flexible Werkzeuge und Hilfsmittel Anpassung an individuelle Lern-

und Leistungskurven

bernahme von Arbeitsschritten Verschiedene Arbeits-, Lern- und

Therapiemodi der Robotik

Whlbare Aufgaben Akzeptanzfrderliches Design des

RobotersProgrammierte Untersttzungsprofile

Standardmodule je Einschrnkung/ Behinderungsart und Arbeitsaufgabe

Individualisierbar je Mitarbeiter

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Mensch-Roboter-Kollaboration menschzentriert gestaltenUntersttzungsangebot des Fraunhofer IAO

Ausgewogene Gestaltung der MRK

Geeignete Arbeitspltze auswhlen Inklusion und Wirtschaftlichkeit vereinbaren

Szenarien fr Arbeitsprozesse entwickeln

Varianten von Arbeitsablufen vergleichen Schneller planen mit Virtueller Realitt

Arbeitswissenschaftliche Gestaltung

Arbeitsinhalte fr Mitarbeiter erhalten ber-/Unterforderung vermeiden

Chancen der Digitalisierung nutzen

Neue Daten, Services und Geschftsmodelle fr das eigene Unternehmen testen

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Ansprechpartnerwww.aquias.de

Fraunhofer IAOGeschftsfeld Dienstleistungs-und PersonalmanagementNobelstrae 1270569 Stuttgart

David KremerTel. +49 711 970-22 23Mobil +49 151-1632 7693david.kremer@iao.fraunhofer.de

Sibylle HermannTel. +49 711 970-20 20Mobil +49 151-1632 7692sibylle.hermann@iao.fraunhofer.deDavid Kremer Sibylle Hermann

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