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FELICE Flexible Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine in der Fabrik der Zukunft

Die Fabrik der Zukunft wird hochautomatisiert sein; Mensch und Maschine werden flexibel zusammenarbeiten. Einem interdisziplinären Ansatz folgend, gestaltet das Projekt FELICE die Ergonomie der Zusammenarbeit von Menschen und Robotern in der industriellen Fertigung der Zukunft.

Felice (ital. glücklich) fühlt sich nicht nur das Konsortium des EU-Projekts Flexible Assembly Manufacturing with Human Robot Collaboration and Digital Twin Models (FELICE), Grund glücklich zu sein, haben auch Industriebetriebe, die von den Entwicklungen des Projekts profitieren werden. Die größte Herausforderung, der moderne Betriebe derzeit gegenüberstehen, ist ein effizientes und flexibles Zusammenspiel zwischen Mensch und Maschine zu finden. „Das Projekt FELICE setzt genau hier an und entwickelt neue Möglichkeiten der koordinierten Interaktion zwischen Mensch und Roboter innerhalb einer Montagelinie“, so Andreas Beham, FELICE-Projektleiter am FH OÖ Campus Hagenberg. Der Schlüssel zum Erreichen dieses Ziels ist die Entwicklung von Technologien, die die Genauigkeit und Ausdauer von Robotern mit den kognitiven Fähigkeiten und der Flexibilität von Menschen kombinieren. Um diesem Anspruch gerecht zu werden, braucht es die Zusammenarbeit von Expert*innen unterschiedlicher Forschungsdisziplinen, in FELICE aus kollaborativer Robotik, Künstlicher Intelligenz, maschinellem Lernen, Datenanalyse, cyber-physischen Systemen, Prozessoptimierung, Soziologie und Ergonomie.

Erhöhte Produktivität bei gleichzeitiger Entlastung der Arbeiter*innen

Oberste Priorität hat die Gewährleistung von Sicherheit und die Verbesserung des physischen und psychischen Wohlbefindens der Fabrikarbeiter*innen. Zugleich soll aber die Agilität und Produktivität von Montageprozessen erhöht werden. Wie geht das? Über adaptive Arbeitsstationen und flexibel einsatzbare Roboter sollen menschliche Fachkräfte bestmöglich unterstützt werden. Eine Steuereinheit entscheidet dabei in welchen Stationen die zur Verfügung stehenden Roboter zum jeweiligen Zeitpunkt disponiert werden. „In der Interaktion, wie etwa durch Handreichungen oder einer optimierten Arbeitsteilung sollen Arbeiterinnen und Arbeiter in ihren Bewegungsabläufen geschont werden. Im Mittelpunkt der kollaborativen Robotik muss immer der Mensch stehen, mit seinen Bedürfnissen und Möglichkeiten“, erklärt Roman Froschauer, FELICE-Projektleiter am FH OÖ Campus Wels. Die flexible Zusammenarbeit wird zum einen möglich durch die Implementierung von Wahrnehmungs- und Kognitionsfähigkeiten auf Basis vieler Sensoren in der Werkstatt, die es dem System ermöglichen, Kontextbewusstsein aufzubauen. Zum anderen muss die Mensch-Roboter-Kollaboration vor allem in Hinblick auf Sicherheit und Ergonomie ständig weiterentwickelt werden. Erleichterung können auch sogenannte digitale Zwillinge im Fabrikkontext schaffen – eine virtuelle Darstellung, die eng mit den Produktionsanlagen und dem tatsächlichen Montageprozess gekoppelt ist.

Die FH OÖ mit einer Forschungseinheit in Wels im Bereich der kollaborativen Robotik und einer weiteren in Hagenberg im Bereich der Künstlichen Intelligenz und präskriptiven Analytik arbeitet gemeinsam mit 12 europäischen Partnern in den nächsten 3,5 Jahren an der Entwicklung dieses Systems. Tests und Evaluierungen erfolgen in mehreren Stufen am Standort der FH OÖ in Wels sowie in Italien in einer Forschungseinrichtung des FCA Konzerns.

Innovativ ist am Projekt … die ganzheitliche Betrachtungsweise des Problems – es wird nicht nur der robotische, technische Teil betrachtet, sondern auch die Aus- und Einwirkung auf den menschlichen Arbeitsprozess an sich. Dabei wird ein durchgängig digitales Abbild der Arbeitsprozesse geschaffen, das es ermöglicht, kollaborative Produktionsprozesse vielfältig zu betrachten und zu optimieren. Beispielsweise kann eine Fertigungsprozedur automatisch anhand des digitalen Zwillings durch Reduktion von schweren Arbeitsgängen bzw. wiederholenden Tätigkeiten optimiert werden.

Die Gesellschaft profitiert durch das Projekt … durch die deutliche Aufwertung des Stellenwertes von Mitarbeiter*innen in der Produktion und der damit verbundenen Standortabsicherung in Europa. Durch die symbiotische Kombination von Menschen und kollaborativer Robotik im Umfeld industrieller Montagetätigkeiten ist eine effizientere und für den Menschen schonendere Produktion als bisher möglich.

Für dieses Forschungsanliegen braucht es ein europäisches Projekt, … weil durch die vielfältigen Ansatzpunkte Spezialist*innen aus vielen Bereichen benötigt werden. Von der Robotik, über Produktionstechnik & Automatisierung bis hin zu Ergonomie und Arbeitswissenschaften sind Expert*innen aus Europa am Projekt beteiligt.

Für uns persönlich ist an diesem Projekt besonders interessant, … dass es zum einen FH OÖ-interne Kapazitäten standortübergreifend bündelt, um an einem gemeinsamen Thema zu arbeiten und zum anderen, dass die vielen Partner und die daraus resultierenden unterschiedlichen Sichtweisen äußerst befruchtend für die Forschung insgesamt sind und im speziellen auch langfristige Kooperationen mit den Projektpartnern entstehen können.

Noch Fragen zum Projekt?

FH-Prof. DI (FH) Dr.techn. Roman Froschauer
Projektleiter FELICE, FH OÖ, Campus Wels
+43 5 0804 43660
roman.froschauer@fh-wels.at

DI Dr. techn. Andreas Beham
Projektleiter FELICE, FH OÖ, Campus Hagenberg
+43 5 0804 27133
andreas.beham@fh-hagenberg.at

https://www.felice-project.eu/

Virtual kick off meeting, Bildquelle: FELICE

Flexible Assembly Manufacturing with Human Robot Collaboration and Digital Twin Models, Bildquelle: FELICE

Dieses Projekt wird mit Mitteln aus Horizon 2020, dem Forschungs- und Innovationsprogramm der Europäischen Union, gefördert (Finanzhilfevereinbarung Nr. 101017151).

 

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