Innovative Fertigungsstraßen aus dem Projekt "InSA" an Bremer Uni

Arbeitsschutz 4.0 in der Autoindustrie

Professor Michael Lawo ist Fachmann für angewandte Computertechnik. Er gehört an der Universität Bremen zu einem Team, das ein System für die Zusammenarbeit von Menschen und Robotern entwickelt.
05.10.2014, 00:00
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Von Corinna Tonner
Arbeitsschutz 4.0 in der Autoindustrie

Professor Michael Lawo mit eínem Handprogrammiergerät für die Robotersteuerung, wie es derzeit eingesetzt wird. Sie soll in Zukunft durch die Integration von Sensoren – etwa in Arbeitswesten – erweitert werden.

Christina Kuhaupt

Professor Michael Lawo ist Fachmann für angewandte Computertechnik. Er gehört an der Universität Bremen zu einem Team, das ein System für die Zusammenarbeit von Menschen und Robotern entwickelt. Mit von der Partie sind Thyssen-Krupp System Engineering, der Software-Firma Neusta Mobile Solutions und S-Gard, einem Hersteller von Arbeitsschutzkleidung, Die Idee: Menschen sollen, ausgestattet mit Sensoren in der Kleidung, ohne Schutzgitter mit Robotern arbeiten. Das Projekt „InSA“ – ein Kürzel für das Wortungetüm „Integrierte Schutz- und Sicherheitskonzepte in Cyber-Physischen Arbeitsumgebungen“ – könnte in Industrie und Logistik wegweisend werden.

Es geht um Sekunden in der Fertigung und es geht um Präzision. Denn es kann zum Beispiel in der Autoindustrie ziemlich teuer werden, wenn etwa eine Schraube nicht richtig eingesetzt wird. „Nur eine einzige falsche Schraube kann 10 000 Euro kosten“, sagt Professor Michael Lawo. Unnötige Kosten, die mit dem innovativen System „InSA“, das derzeit an der Universität Bremen entwickelt wird, vermieden werden können. Kosten, die vermutlich an jedem Produktionsstandort der Welt für Unmut sorgen würden, die sich aber ein Industriestandort wie Deutschland nicht erlauben kann, argumentiert Michael Lawo. „Nur mit höchster Produktionsqualität können wir den Wettbewerbsvorsprung halten.“ Denn, so Lawos Argument, das zwar nicht neu ist, aber deswegen nicht an Aktualität verliert: „Wir sind ein Hochlohn-Land.“

Roboter mit Greifarm

Lawos Team arbeitet im Auftrag des Bundeswirtschaftsministeriums an innovativen Fertigungsstraßen am praktischen Beispiel des Projektpartners Thyssen-Krupp System Engineering. Die Fertigungsstraßen sollen weltweit bei den großen Automobil-Herstellern vermarktet werden. Worin der innovative Ansatz besteht, demonstriert Lawo mit einem orangefarbenen Verpackungsroboter der japanischen Firma Faunc. Wie ein Tier im Zoo steht der Roboter hinter einem hohen Zaun in der Halle des Bremer Instituts für Produktion und Logistik (BIBA) am Fallturm. Wenn der Roboter in Aktion tritt, hat sein Greifarm eine Reichweite von drei Metern. „Solche Geräte werden zum Palettieren verwendet“, erläutert Lawo. „Sie legen Pakete auf ein Laufband oder stapeln sie auf einer Palette.“ Unfälle mit großen Robotern in Aktion hat Lawo schon mehrfach beobachtet: „Wenn ein Hindernis im Weg steht, das bei der Programmierung nicht berücksichtigt wurde, donnert der Roboter dagegen. Dabei können Roboter oder Hindernis beschädigt werden – oder beides.“ Dass die Sache tödlich auch ausgehen kann, wenn ein Mensch im Weg ist, lässt sich unschwer vorstellen.

In der Autoindustrie werden die Roboter zum Beispiel in der Montage benutzt. Ein Roboter bringt etwa ein schweres Montageteil in die optimale Arbeitsposition, und der Mensch übernimmt dann die feinmotorischen Arbeiten. Die einzelnen Fertigungsschritte sind durch Schleusen voneinander getrennt, so dass Mensch und Roboter sich nicht unmittelbar begegnen können. Dieses Zusammenspiel im Montageablauf soll bei gleicher Sicherheit effektiver gestaltet werden.

Es ist die Vision einer Zusammenarbeit ohne trennende Sicherheitssysteme. Michael Lawo erläutert: „Hier an der Universität entwickeln wir das Modell einer Ausführungs- und Raumüberwachung, mit dem Kollisionsräume zwischen Mensch und Maschine dynamisch überwacht werden.“ Ein „cyber-physisches System“, in das ein Monteur oder Lagerarbeiter mit einem Rechner in Form einer Uhr am Handgelenk und Sensoren in der Arbeitsweste in die Software und Sensorik der Fertigungsstraße oder des Hochregallagers integriert wird.

„Dabei hilft die Sensorik der Industrie 4.0“, sagt Lawo. Der Computerspezialist weiß, dass so ein Satz abgehoben klingt. „Sensorik 4.0 bedeutet dabei, dass einzelne Teile eines Systems selbstständig reagieren können. Unsere Aufgabe ist es, die Technologie mit der Arbeitskleidung an den Menschen zu bringen.“

Sensoren in der Arbeitsweste

Das Projekt „InSA“ gehört zum Programm „Autonomik für die Industrie 4.0“. Es wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert und läuft noch bis zum Jahr 2016. Insgesamt werden bundesweit 14 Verbünde aus Wissenschaft und Industrie gefördert. Die Kooperationspartner in Bremen inklusive des Technologiezentrums Informatik und Informationstechnik (TZI) und das Institut BIBA hoffen, dass ihr Projekt bis zum Ende des Förderzeitraums den Status der Anwendungsreife erreichen kann.

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