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last update: 13.11.2003


Der Produktionsassistent


Durch mobile Assistenzsysteme in der Produktion (Produktionsassistenten) soll eine neue Qualität in der Verbesserung von Produktionsprozessen hinsichtlich Produktivitätssteigerung und Humanisierung von Arbeitsplätzen erzielt werden. Produktionsassistenten sollen Aufgaben in Interaktion mit dem Menschen erledigen, d.h. den Menschen nicht ersetzen, sondern ihn unterstützen. Der Mensch übernimmt Kommandierungs-, Überwachungs- und Belehrungsfunktionen. Er wird in Fällen, in denen die Maschine nicht weiterweiß, zur Führung und weiteren Belehrung eingreifen und ist Partner im arbeitsteiligen Fertigungsprozess.


Produktionsassistent
(Designstudie)

In einem künftigen Produktionsszenario wird der Produktionsassistent den Menschen bei Handlanger-, Transport- und Inspektionsaufgaben in einer typischen komplexen Fertigungsumgebung mit Werkzeugmaschinen, Förderbändern, Lagern usw. unterstützen. Eine typische Aufgabe ist das Greifen von Teilen aus Behältern, der Transport zu einer Werkzeugmaschine, zu einem Montagearbeitsplatz, das Assistieren bei der Montage oder der Transport zu einem Inspektions- bzw. Messplatz.

Eine beispielhafte Aufgabenkette, die vom technischen System und dem Menschen arbeitsteilig bewältigt wird, kann folgendermaßen aussehen:

  • Entnahme von komplexen Werkstücken aus Behältern
  • Transport des Werkstückes zu einer Bearbeitungsstation
  • Bereitstellen der Bearbeitungswerkzeuge
  • Realisierung mehrerer Bearbeitungsvorgänge
  • Montage, d.h. Fügen und Befestigen mehrerer Werkstücke
  • Abtransport des Werkstückes.


    Szenario Produktionsassistent
    (DaimlerChrysler AG)

    Um eine derartige Aufgabe in der sich oft ändernden Fabrikumgebung bei variablen Positionen von verschiedenen Transportkisten, bei Werkstücken mit unterschiedlicher Gestalt und Gewicht in beliebigen Lagen in der Transportkiste und für unterschiedliche Werkzeugmaschinen bzw. Zielobjekte bewerkstelligen zu können, ist ein Höchstmaß an Flexibilität erforderlich. Diese Flexibilität kann nur durch die Belehrung der Maschine in Interaktion mit dem Menschen erzielt werden, indem der Mensch

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  • dem Produktionsassistenten die Fertigungsumgebung durch Herumführen und Benennung ausgezeichneter Plätze zeigt, und die Maschine damit ein Modell der Umgebung lernt als Basis für die freie, zielgerichtete Navigation für Transportaufgaben
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  • dem Produktionsassistenten Objekte wie Transportkisten, Werkstücke und Werkzeugmaschinen zeigt und benennt, und die Maschine damit eine Repräsentation dieser Objekte lernt
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  • dem Produktionsassistenten Bewegungen im sensorischen Kontext, z.B. zum Andocken an Transportkisten und zum Greifen von Teilen, vormacht, und die Maschine damit sensomotorische Fähigkeiten (Skills) lernt komplexe Operationsfolgen vormacht, und die Maschine damit Handlungspläne lernt
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  • der Maschine das Lernen der Kooperation beibringt, damit die Maschine die Intentionen des Menschen erkennen bzw. schätzen kann und diese in ihre Planungen und Handlungen mit einbezieht.



    Diese interaktive, intuitive Belehrung der Maschine durch Zeigen und Vormachen für Funktionen wie Mobilität und Manipulation bildet die Basis für intelligentes Verhalten des Produktionsassistenten. Diese Belehrung muss sowohl vor als auch während des Betriebs (inkrementelles Lernen) möglich sein.

    Entscheidend am oben beschriebenen Szenario ist ein möglichst hoher Arbeitsanteil des technischen Assistenten und dessen Fähigkeit, flexibel unterschiedliche Abfolgen unter variablen Randbedingungen zu bewältigen. Der Produktionsassistent muss dabei mindestens zeitweise autonom arbeiten, wodurch er sich von Handlinggeräten unterscheidet.

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