A socio-technical assistance system for learning-conducive work design in robot-assisted assembly

Abstract

ZusammenfassungDieser Beitrag der Zeitschrift Gruppe. Interaktion. Organisation. (GIO) widmet sich der lernförderlichen Gestaltung eines roboterbasierten Assistenzsystems für industrielle Montagetätigkeiten. Individualisierte Produkte, kleinere Losgrößen und beschleunigte Prozesse sind Aspekte des digitalen Wandels in der industriellen Fertigung und Teil des Leitbilds einer flexiblen Produktion. Mensch-Roboter-Kollaboration und wissensbasiertes Engineering sind aktuelle Ansätze, um diesen Anforderungen gerecht zu werden. Dieser Artikel stellt an einem Anwendungsbeispiel (Verdrahtung von Schaltschränken) einen ersten Ansatz vor, wie mittels wissensbasierter Technologien (v. a. Ontologien und deren logische Interpretation) Vorschläge zur Arbeitszuteilung zwischen Menschen und Robotern sowohl nach ökonomischen als auch nach Kriterien der humanen Arbeitsgestaltung automatisiert erstellt werden können. Zum einen können für jede Aufgabe ihre Anforderungen mit den individuellen Fähigkeiten und Stärken der Beschäftigten sowie mit denen des kollaborativen Robotersystems in einem Mixed-Skill-Konzept nach betrieblichen Kennziffern (z. B. Zeit, Qualität) abgeglichen werden, um sich so einem optimalen Produktionsablauf anzunähern. Zum anderen können dabei Aspekte einer humanen Gestaltung der Mensch-Maschine-Interaktion (MMI) berücksichtigt werden, die vordringlich mit Blick auf Lernförderlichkeit zusammengeführt werden. Lernförderlichkeit in der MMI setzt Zeit, Handlungsräume und förderliche Inhalte voraus und ist zugleich eine zunehmende Notwendigkeit, um vorausschauend auf den dynamisierten Wandel von Arbeit zu reagieren. Denn gerade mit dem Technikeinsatz ist ein starker Tätigkeitswandel in Richtung Entscheidungsträger und Problemlöser verbunden, der neben Qualifizierung und Weiterbildung auch niedrigschwelliger, arbeitsintegrierter Lerngelegenheiten bedarf. Gerade die kollaborative Robotik als Schlüsseltechnologie der flexiblen Fertigung macht es nötig, neue Konzepte für die Organisation des hybriden Zusammenwirkens von Mensch und Roboter zu entwickeln. Im Folgenden wird aufbauend auf den grundlegenden Ansatz das Konzept eines technischen Demonstrators vorgestellt, welches entlang eines empirischen Fallbeispiels entwickelt wurde. Die prototypische, technische Umsetzung basiert auf einer Arbeitsumgebung mit einem Roboterarm und zugehörigen Werkzeugen, formalen semantischen Beschreibungen der Fähigkeiten und Tätigkeiten von Menschen und Robotern sowie einer intuitiven Benutzeroberfläche, unter anderem für die individuelle Anpassung der generierten Arbeitszuteilungen.