EmPReSs – Empowerment in der Produktion von morgen: Mixed Skill Factories und kollaborative Robotersysteme neu denken

Projektbeschreibung

Empowerment in der Produktion und Mensch-Maschine-Kollaboration

Die kundenindividuelle Massenfertigung erfordert eine zunehmende Flexibilisierung der Produktion. Ein Ansatz diese Flexibilität zu erreichen ist die Mensch-Roboter-Kollaboration, in der menschliche Arbeiter ihr durch jahrelange Erfahrung erworbenes Wissen über Montageprozesse nutzen, um ein Robotersystem situativ anzuweisen oder gemeinschaftlich eine Aufgabe zu lösen. Eine ergänzende Herangehensweise ist der Einsatz von Verfahren aus der Künstlichen Intelligenz für die automatische Planung und Durchführung von Herstellungsabläufen für neue Produktvarianten. Dieser Ansatz benötigt jedoch die detaillierte, formale Modellierung von industriellen Fertigungsprozessen, Produkten mitsamt ihrer Varianten und Produktionsressourcen. Daher ist es zielführend, diese beiden Ansätze in neuartigen Konzepten für Fabriken miteinander zu verbinden. Um die verschiedenen Fähigkeiten von Menschen und Robotersystemen effektiv und effizient einsetzen und vor allem in eine wechselseitig bestärkende Verbindung bringen zu können, müssen diese zunächst jeweils erfasst und miteinander abgeglichen werden. Zentraler Leitstern ist dabei die Frage, wie diese neuen technischen Systeme zu einem Empowerment von Beschäftigten und einer Humanisierung von Arbeit in der Produktion beitragen können. Eine wesentliche Aufgabe besteht dabei, die Besonderheiten humaner Arbeit/ Arbeitskraft zu erfassen und zu bestärken und zugleich mit den besonderen Eigenschaften und den sich daraus ergebenden Rationalisierungschancen neuer (lernender) KI Technologien zu koppeln.

Ziele

Ziele des Projekts sind eine ganzheitliche Analyse neuer Kooperationskonzepte von menschlicher Arbeit und KI basierten Robotern in industriellen Produktionsumgebungen, um von dort aus sowohl zu einer flexiblen als auch einer humanisierten Produktion von morgen zu kommen. Entwickelt werden für Anwendungsszenarien formale Fähigkeitenmodelle relevanter technischer Aktoren wie auch beteiligter Menschen (Mixed-Skill-Konzept), Anforderungen und Beispiele für ein Empowerment der Beschäftigten sowie Demonstrator-Plattformen zur konkreten Erprobung und Evaluation.

Vorgehen

Die wichtigsten wissenschaftlichen Herausforderungen in Projekt sind die einheitliche und formale Modellierung der Qualifikationen und Fähigkeiten von Mensch und Roboter – ohne die Vielfalt humaner Kompetenzen auszublenden – und die Erfassung der tatsächlich relevanten Prozessschrittanforderungen. Ein zentraler Aspekt dabei ist zum Beispiel, wie eine Ablaufplanung in der Produktion so gestaltet werden kann, dass die modellierten Fähigkeiten von Mensch und Technik effizient und vor allem komplementär – also sich wechselseitig ergänzend und bestärkend – genutzt werden können. Darüber hinaus gilt es, die Auswirkungen der neuen technischen Systeme und der Mensch-Maschine-Interaktion auf die Qualität der Arbeit und die damit verbundenen Chancen und Risiken systematisch in den Blick zu nehmen und so zu gestalten, dass sie sowohl zu einer Flexibilisierung der Produktion als auch zu einer Ermächtigung (Empowerment) der Beschäftigten führen.

Verbundpartner
  • DLR – Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (Koordination)
  • fortiss – Forschungsinstitut des Freistaats Bayern für softwareintensive Systeme und Services gGmbH
  • ISF München – Institut für Sozialwissenschaftliche Forschung e.V.

ProjektbearbeiterInnen

Projektlaufzeit

01/2020 bis 12/2022

Projektträger

Gefördert durch das Bayerische Forschungsinstitut für Digitale Transformation (bidt)