Sicherheit an kollaborierenden Robotern / 5 Prozessdesign für kollaborierende Roboter

Prinzipiell richtet sich der Robotereinsatz in der Produktion nach den herzustellenden Produkten mit ihren jeweiligen Mengen. Während eine fixe Automatisierung in Form konventioneller Roboter dort eingesetzt wird, wo zumeist Massenfertigung zu finden ist, werden kollaborierende Roboter dort genutzt, wo manuelle Arbeit überwiegt, aber dennoch eine ausreichende Mindeststückzahl zu fertigen ist, welche die Anschaffungskosten rechtfertigt.^[1] Aus diesem Grund ist die Rolle des Prozessdesigns wichtig, um einen wirtschaftlichen Einsatz der Roboter zu erreichen.

Es ist die Aufgabe von Prozessgestaltern, sich mit den Chancen und Herausforderungen kollaborierender Roboter detailliert auseinander zu setzen. Sicherheitstechnische Aspekte werden bereits bei der Aufgabenverteilung zwischen Mensch und Roboter berücksichtigt.^[2] Der Vorteil des Einsatzes kollaborierender Roboter liegt darin, dass die Stärken des Menschen mit denen des Roboters kombiniert werden können. Der Mensch zeichnet sich vor allem durch Intuition, Flexibilität, Entscheiden und Urteilen aus. Stärken des Roboters sind ausdauernde, reproduzierbare und präzise Bewegungen. Durch die gemeinsame Kollaboration können zum einen physische Belastungen des Menschen verringert werden, etwa wenn der Roboter Teile der Arbeit wie das Halten und Handhaben von Lasten oder das Einpressen von Bauteilen übernimmt. Es kann nachweislich aber auch die psychische Belastung der Beschäftigten am Arbeitsplatz reduziert werden.^[3] Wenn der Roboter monotone Arbeitstätigkeiten oder Tätigkeiten, die Daueraufmerksamkeit erfordern, übernimmt, gestaltet sich die Arbeit weniger ermüdend für den Werker.

Durch die Verbesserung von Arbeitsabläufen können diese effektiver gestalten werden. Dadurch wird die Produktivität und Qualität derjenigen manuellen Arbeitsplätze erhöht, welche sich für eine Vollautomatisierung nicht eignen. Etwas weiter gedacht können kollaborierende Roboter als Chance betrachtet werden, um den demografischen Wandel in Deutschland zu bewältigen und die Leistungsfähigkeit älterer Mitarbeiter zu steigern.^[4] Zusammenfassend sind Arbeitsplätze mit kollaborierenden Robotern aus technischer, organisatorischer und personeller Sicht ("TOP") zu betrachten und ganzheitlich zu gestalten. In Abb. 3 sind diese Sichtweisen verdeutlicht:

Abb. 3: Kollaborierende Roboter aus technischer, personeller und organisatorischer Sicht

[1] Matthias/Ding (2013): Die Zukunft der Mensch-Roboter-Kollaboration in der industriellen Montage, Internationales Forum Mechatronik.

[2] Marvel/Falco/Marstio (2015): Characterizing task-based human-robot collaboration safety in manufacturing. IEEE Transactions on systems, man, and cybernetics: Systems 45:260–275.

[3] Robelski (2016): Psychische Gesundheit in der Arbeitswelt. Mensch-Maschine-Interaktion, Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin.

[4] Thomas/Stankiewicz/Grötsch/Wischniewski/Deuse/Kuhlenkötter (2016): Intuitive work assistance by reciprocal human-robot interaction in the subject area of direct human-robot collaboration, Procedia CIRP 44:275–280.