Das Projekt Hybr-iT auf der Hannover Messe 2019

Nieten, schrauben, kleben im Flugzeug Bau: Smarte Mensch-Roboter-Teams meistern die agile Produktion

Zusammen mit seinen Partnern Airbus Operations, Broetje‐Automation, EngRoTec und The Captury hat das DFKI einen Forschungsdemonstrator für hybride Fertigungsszenarien im Flugzeugbau entwickelt. Gezeigt werden Ergebnisse aus dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekt „Hybr‐iT – Hybride und intelligente Mensch-Roboter-Kollaboration“.

Am Stand des DFKI (Halle 2, C59) präsentieren die Partner, wie zwei Menschen und sechs Roboter als hybrides Team mehrere Fertigungsaufgaben gemeinsam bewältigen. Die Roboter übernehmen das, was für den Menschen unergonomisch, repetitiv oder physisch belastend ist, wie z.B. das Setzen und Versiegeln der Niete am Flugzeugrumpf oder die Montage von Kabelkanälen in der Tragfläche. Dabei organisieren sich die Roboter „um den Menschen herum“, der somit Freiheitsgrade und Flexibilität bei der Erledigung seines Arbeitsplanes gewinnt.

Der Mensch übernimmt nur die Aufgaben, die höhere kognitive oder sensomotorische Fähigkeiten erfordern, wie z.B. Feinjustage und Qualitätskontrolle, Unterstützt wird er mittels HoloLens-Brille durch eine AR-Anwendung.

Die dem Demonstrator zugrundeliegende kontrollierbare dienstebasierte Infrastruktur für Industrie 4.0-Produktionssysteme wir ergänzt und erweitert durch eine ressourcen-orientierte Architektur (ROA), die den Zugriff auf und die Bereitstellung verteilter Komponenten und Sensorik ermöglicht. Bestehende und neue Komponenten können mit der ROA unter Verwendung von Web Standards eingebunden werden.

Die eingebundenen Komponenten stellen über die ROA einerseits Informationen – Zustände, Sensordaten, etc. – zur Verfügung (als „Provider“), und greifen andererseits auf Informationen anderer Komponenten zu (als „Consumer“). So lassen sich mobile und stationäre Robotik, Sensorsysteme, Umgebungserfassung und Trackingsysteme miteinander verbinden und darauf aufbauende neue Dienste können als „Prosumer“ neue Fähigkeiten bereitstellen.

Semantisch angereichert können auch bestehende Systeme gekapselt werden und auf homogene Weise angesprochen werden, was schnelle Austauschbarkeit gewährleistet. Die dezentrale Bereitstellung erlaubt den lokalen Austausch von Informationen ohne Vermittlung einer zentralen Steuerungsinstanz. So können z.B. die Werker jederzeit über Statusänderungen von Werkstücken und Arbeitsabläufen informiert werden und Sensorinformationen aus unterschiedlichen Quellen gebündelt und aufbereitet abrufen. Die ROA unterstützt so die dynamische und wandlungsfähige Umsetzung von MRK Szenarien.

Ebenfalls in Hybr-iT erforscht und entwickelt werden Ansätze zur 3D-Simulation von MRK-Szenarien. Sie dienen der virtuellen Absicherung der geplanten Arbeitsabläufe und gewährleisten den nahtlosen Übergang von der Planung zur Inbetriebnahme. Dazu werden die Arbeitsabläufe modelliert und das Zusammenspiel von Werker und Roboteraktionen im Vorfeld auf ihre Praxistauglichkeit überprüft.