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Projekte

FORobotics

Mobile, ad-hoc-kooperierende Roboterteams

01.01.2017 - 21.12.2019

Kurzbeschreibung

FORobotics ist ein Forschungsverbundprojekt mit der Beteiligung von 6 Forschungspartnern und rund 20 Industrieunternehmen. Das Ziel von FORobotics ist es, mobile und ad-hoc kooperierende Roboter in Teams aus mehreren Robotersystemen, sowie zwischen Roboter und Mensch entsprechend ihrer Fähigkeiten zu vereinen. So soll ein effizienteres und nutzerfreundliches Arbeitssystem in der Produktion entwickelt werden. Im Rahmen des Projekts werden innovative Techniken und Methoden anhand eines zentralen Use-Cases, der auf realen Szenarien von Anwenderfirmen basiert, erarbeitet und evaluiert. Der Verbund wird gefördert von der Bayerischen Forschungsstiftung.

Ziele

Im Zeitalter der Digitalisierung werden Produktlebenszyklen immer dynamischer und sind mit zunehmender Unsicherheit belegt. Hier stoßen fest geplante Flexibilitätskorridore von Produktionsanlagen immer mehr an ihre Grenzen. Unter dem Begriff der Wandlungsfähigkeit zeigen sich daher zunehmend Ansätze, die anstreben, die Produktion leichter auf nicht vorhergesehene Änderungen zu adaptieren. Mobile, ad-hoc kooperierende Roboterteams liefern in diesem Zusammenhang das Potenzial, sich adaptiv an wechselnde Aufgaben und Randbedingungen anzupassen. Das Forschungsvorhaben soll hierfür einen wesentlichen Beitrag liefern, indem aktuelle Trends für eine Zukunftsvision adressiert werden.

Herausforderungen

Im Gesamtprojekt FORobotics leitet das Institut für Arbeitswissenschaft der RWTH Aachen das Teilprojekt 5 – die empirische Evaluation der Mensch-Roboter Interaktion entsprechend einer system- und nutzerorientierten Herangehensweise. Dabei wird eng mit den anderen Teilprojekten im Verbund zusammengearbeitet, um so Teilergebnisse der Partner iterativ und summativ hinsichtlich Kriterien der Effizienz und Nutzerakzeptanz zu evaluieren und mit arbeitswissenschaftlicher Expertise zu unterstützen. Dabei steht auch die ganzheitliche Berücksichtigung des Arbeitssystems im Fokus. So sollen Kenntnisse erzielt werden, die Unternehmen bei der Integration der neuen Robotertechnologie in die betriebliche Gesamtstruktur unterstützen.

Vorgehen und Methoden

FORobotics zeichnet sich in seiner Struktur durch hohe interdisziplinäre Vernetzung aus, die durch Kooperation zwischen den 6 Teilprojekten „Dienstbasierte Betriebsmittel“, „Vernetzung“, „Aufgabenorientierte Planung“, „Interaktion“, „Empirische Nutzerevaluation“ und einem Demonstratorprojekt ermöglicht wird. Die in den Teilprojekten erarbeiteten Lösungen werden schließlich einheitlich anhand eines definierten Use-Cases am Demonstrator umgesetzt. Dies geschieht auch im ständigen Austausch mit den Industriepartnern und innerhalb regelmäßiger Themenworkshops und Zwischentreffen.

Das Teilprojekt der Evaluation stellt dabei ein Querschnittsprojekt dar, welches für jedes der anderen Teilprojekte arbeitswissenschaftlichen Input liefert und den Forschungs-Output anhand von Nutzerstudien in Feldstudien und Laborexperimenten empirisch evaluiert. Die empirisch gesicherten Ergebnisse fließen daraufhin in den Entwicklungsprozess zurück. Dabei wird sich verschiedenster empirischer qualitativer und quantitativer Forschungsmethoden bedient. Die erzielten Forschungsergebnisse werden der Öffentlichkeit zugänglich gemacht.

Ergebnisse

Diese Arbeiten werden zukunftsweisend für weitere, neue Forschungsvorhaben im Bereich Industrie 4.0, sowie für den industriellen Einsatz von autonom agierenden, mobilen Robotern sein. Durch die im Rahmen von FORobotics entwickelten Ergebnisse werden neue Impulse für die wissenschaftliche Forschung im Bereich der Produktionstechnik erwartet. Auf Basis einer Evaluation bestehender Ansätze und der Identifikation von fehlenden Lösungsbausteinen, wird ein schlüssiges Gesamtkonzept erarbeitet, wobei durch die Einbindung von industriellen Anwendungspartnern erstmalig neue Fragestellungen aus der Praxis fokussiert werden können. Des Weiteren werden in einem Kompetenz- und Transferzentrum die technische Qualifikation der mobilen Robotersysteme sowie eine branchenübergreifende Bekanntmachung vorangetrieben. Durch dieses Zentrum wird insbesondere Unternehmen eine Möglichkeit gegeben, sich über die Potenziale von mobilen Robotersystemen zu informieren, deren Anwendung zu testen sowie Mitarbeiter weiterzubilden und zu qualifizieren.

Fördergeber und Förderkennzeichen

Der Forschungsverbund „Mobile, ad-hoc kooperierende Roboterteams – FORobotics“ wird durch die Bayerische Forschungsstiftung gefördert. Die Bayerische Forschungsstiftung fördert Projekte mit strategisch wichtigen Generalthemen und dient einem gemeinnützigen Zweck. Die Koordination von FORobotics übernimmt das Fraunhofer IGCV in Augsburg.

Projektpartner

  • Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik (FAPS), Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
  • Lehrstuhl für Informationstechnik mit dem Schwerpunkt Kommunikationselektronik (LIKE), Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
  • Lehrstuhl für Betriebswissenschaften und Montagetechnik, Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb), Technische Universität München
  • Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik, Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb), Technische Universität München
  • Lehrstuhl für Ingenieurinformatik mit Schwerpunkt Produktionsinformatik, Universität Augsburg
  • Lehrstuhl für angewandte Informatik 3, Universität Bayreuth
  • Lehrstuhl und Institut für Arbeitswissenschaft (IAW), RWTH Aachen University
  • Areva GmbH
  • Bertrandt Ingenieurbüro GmbH
  • HEFTER Maschinenbau GmbH & Co. KG
  • Industrie und Handelskammer Schwaben
  • ITW GmbH
  • Krones AG
  • MAN Truck & Bus AG
  • Mangelberger
  • Mayser GmbH & Co. KG
  • Metrilus GmbH
  • MRK Systeme GmbH
  • SALT Solutions AG
  • Software4production GmbH
  • Software Factory GmbH
  • Stäubli Tec-Systems GmbH Connectors/ Robotics
  • Teamware GmbH
  • YASKAWA Europe GmbH
  • Grenzebach Maschinenbau GmbH
  • PTM mechatronics GmbH
  • Roboception GmbH
  • Fraunhofer- Einrichtung für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik IGCV
  • Fraunhofer Institut für Integrierte Schaltungen IIS