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Industrielle Produktion 4.0 – Intelligente Montageassistenz am Arbeitsplatz der Zukunft

Montagearbeiten in industriellen Produktionsprozessen erfordern durch die zunehmende Komplexität und Variantenvielfalt der Produkte einen langen Anlernprozess bzw. hohe Konzentration der Mitarbeiter über den ganzen Tag. Die damit ansteigende psychische als auch physische Belastung aufgrund von Anforderungen seitens Qualitätssicherung und Produktionsvorgaben sollen durch neue digitale Assistenzsysteme gemindert werden. In einem campusübergreifenden Projekt der FH OÖ arbeiten Forscher aus Hagenberg, Steyr und Wels gemeinsam mit Partnerunternehmen aus der Industrie an neuen Methoden, um Produktionsmitarbeiter am Arbeitsplatz zu unterstützen und zu entlasten. Entgegen dem Automatisierungstrend sollen keine Arbeitsplätze gespart, sondern die bestehenden Arbeitsplätze gezielt mit neuen Methoden wie assistiver Robotik und Mixed-Reality aufgewertet werden.


Im kürzlich gestarteten, vierjährigen Forschungsprojekt HCW4i (Human Centered Workplace for Industry) arbeiten Experten unterschiedlicher Domänen aus den Studiengängen Automatisierungstechnik, Human-Centered Computing sowie Produktion und Management interdisziplinär zusammen, um neue, innovative Methoden der industriellen Produktion im Bereich der Stückgutmontage bzw. -kommissionierung zu konzipieren, prototypisch zu entwickeln und zu evaluieren.

Projektleiter Dr. Roman Froschauer, Forscher und Lehrender am FH OÖ-Studiengang Automatisierungstechnik, sagt: „Durch den Einsatz neuer Assistenzsysteme kann ein Mitarbeiter am Produktionsarbeitsplatz in Zukunft zielgerichtet unterstützt werden. Dadurch muss der Mitarbeiter nicht alle Produktionsvarianten auswendig wissen, sondern kann sich auf die wesentlichen Montagetätigkeiten konzentrieren. Dadurch soll nicht nur der Mitarbeiter entlastet und die Produktqualität gesteigert werden, auch die Anlernphase von neuen Mitarbeitern kann dadurch erheblich reduziert werden.“

Konkret bedeutet dies, dass gemeinsam mit den Industriepartnern Bernecker + Rainer, COPA-DATA, Engel, Fronius, KUKA und TGW typische Montageplätze analysiert werden, um dann im Labor einen Prototyp des Arbeitsplatzes der Zukunft aufbauen zu können. An diesem Arbeitsplatz werden dann die verschiedenen Assistenzsysteme auf ihre Praxistauglichkeit analysiert. Hautpinnovation des Projekts soll ein Framework für in bestehende Produktionssysteme integrierbare Softwaresysteme sein, welches die Auswahl von Assistenzsystemen unterstützt und die notwendigen Schnittstellen implementiert, um diese mit Produktionsdaten zu versorgen.

Evaluierung von Mixed Reality und kollaborativer Robotik

Neben klassischen Arbeitsanweisungen auf einem Bildschirm sollen auch neue Technologien wie Mixed-Reality Geräte z.B. Microsoft HoloLens am Arbeitsplatz erprobt werden. Insbesondere beim Handling von komplexen Teilen spielen auch zunehmend kollaborative Roboter eine Rolle, welche den Mitarbeiter sozusagen als dritte Hand direkt unterstützen. Diese neuen Methoden bedürfen einer genauen Evaluierung, um praxistauglich einsetzbar zu sein. Projektpartner KUKA unterstützt die Forscher hierbei mit Know-how aus dem Bereich Robotik.

„Wichtig für den Einsatz von Assistenzsystemen ist, deren Eigenschaften und Auswirkungen auf einen Produktionsprozess genau zu kennen und die Integration möglichst einfach zu gestalten. Dadurch soll der Einsatz derartiger Systeme in Zukunft wesentlich vereinfacht und die Einstiegshürde sowohl auf menschlicher als auch auf digitaler Ebene reduziert werden“, sagt Roman Froschauer.

„Von besonderer Bedeutung ist uns auch, dass der Mensch besser und individueller in den flexiblen Produktionsprozess 4.0 eingegliedert werden kann, um sowohl die Produktqualität als auch die Mitarbeiterzufriedenheit zu steigern“, sagt Dr. Werner Kurschl, Studiengangsleiter des Master-Studiengangs Human-Centered Computing.

Das Projekt Human-Centered Workplace for Industry wird von der FFG im Rahmen des „COIN-Aufbau“ Programms gefördert.

Kollaborative Roboter gemeinsam mit MixedReality Brille als Assistenzsystem der Zukunft. Bildquelle: FH OÖ

Breit gefächertes Konsortium aus FH-Forschern und Industriebetrieben (B+R, CopaData, Engel, Fronius, KUKA, TGW). Bildquellen: FH OÖ

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