Die Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine wird immer mehr an Bedeutung zunehmen. Daher ist es besonders wichtig, dass die Forschung in diesem Gebiet immer weiter vorangetrieben wird. Machineering ist von Anfang an Teil eines gemeinsamen Forschungsprojektes mehrerer namhafter Unternehmen aus verschiedenen Bereichen, das zum Ziel hat, die Einführung und den Betrieb von kollaborativen Montagesystemen für den Anwender entscheidend zu vereinfachen. Im Rahmen des Verbundprojekt KoKoMo (Konsolidierung von Lebenszyklusinformationen für die kollaborative Montage variantenreicher Produkte), das bald erfolgreich abgeschlossen wird, hat machineering an einem Demonstrator mitgewirkt, anhand dessen die Wirkungsbereiche von Menschen und Roboter getestet und unterschiedliche Szenarien geprüft wurden. Es sollte eine Anleitung entstehen, wie die Inbetriebnahme kollaborativer Systeme künftig zu erfolgen hat.
Ausgangslage – Montageprozesse neu überdenken
Es gibt zahlreiche Montagevorgänge, die manuell vorgenommen werden müssen, da sie sich schwer automatisieren lassen. Das liegt zum einen daran, dass nur Menschen abschließende Montagearbeiten durchführen können wie z.B. das korrekte Einrasten von Sitzen im Fahrzeug oder das Justieren von Getrieben. Zudem gibt es eine Vielzahl von Modellvarianten, die eine Standardisierung von Prozessen und Produkten unmöglich machen. Kollaborative Montagesysteme, bei denen ein Mensch mit einem Roboter interagiert, bieten ein großes Optimierungspotential bei der Montage variantenreicher Produkte. Der dauerhafte und wirtschaftliche Betrieb solcher Systeme setzt jedoch neue Methoden der Produktionsplanung voraus. Hierzu benötigt der Montageplaner neue Werkzeuge, um Arbeitsbereiche des Roboters sowie die sich ergebenden Taktzeiten einfach ableiten zu können. Dies gilt besonders für Arbeitsplätze, an denen sowohl Menschen als auch Roboter gemeinsam arbeiten. Besonders die Aufteilung der Arbeitsinhalte für Mensch und Roboter an kollaborativen Montagearbeitsplätzen stellt eine planerische Herausforderung dar. Kollaborative Montagesysteme bieten hier großes Potential, bei denen der Facharbeiter mit teilautomatisierten Komponenten wie einem flexiblen Roboter interagiert und gemeinsam montiert. Dieses Konzept ermöglicht es, die Montage und Interaktion zwischen Mensch und Robotern an variierende Anforderungen und Phasen im Produktlebenszyklus anzupassen. Kollaborative Montagesysteme tragen dazu bei, die Produktivität eines Montagefacharbeiters durch spezifisch optimierte Prozesse weiter zu steigern. Die Einführung von kollaborativen Montagesystemen birgt spezifische Anforderungen an die Auswahl von geeigneten Robotern, die Arbeitsplatzgestaltung und die Mitarbeiterkompetenzen. Leichtbauroboter, die sich für die direkte Zusammenarbeit mit Menschen eignen, sind Bestandteil einer Lösung, deren Schnittstellen zum Produkt oder Bediener an spezifische Anforderungen angepasst und ausgelegt werden. Zur effizienten Verwendung in der Praxis müssen die verschiedenen Phasen des Gesamtsystems – von der Planung bis zum Betrieb – betrachtet werden. Bisher stehen keine Empfehlungen zur Auswahl von Robotern und zur Gestaltung von Arbeitsplätzen für die kollaborative Montage zur Verfügung. Darüber hinaus sind keine Konzepte zur Schulung der Mitarbeiter und zur technischen und wirtschaftlichen Bewertung kollaborativer Montagesysteme vorhanden. Diese Lücken schließt das vorliegende Projekt, in dem ein Gesamtkonzept zur Umsetzung kollaborativer Montage unter Berücksichtigung des PLM entwickelt wird.
