Thema dieser Hausarbeit sind Sicherheitsaspekte, Potentiale und Grenzen und aktuelle Einsatzbeispiele in der Industrie von kollaborierenden Robotern. Diese drei Themenblöcke sind auch in der Struktur der Arbeit zu finden. Kapitel 2 beschäftigt sich mit den Sicherheitsaspekten und betrachtet dafür vor allem die relevanten Normen und Richtlinien, in denen alle Grundlagen definiert sind. Zunächst wird der allgemeine Bereich der Maschinenrichtlinie erläutert, und anschließend die weitergefassten ISO Normen. Auch hierbei erfolgt eine Erläuterung, besonders eingegangen wird dabei auf die Vorgehensweise zur Risikobeurteilung einer MRK. Vom Allgemeinen wird schließlich auf spezifischere Normen übergeleitet. Dabei werden die Detailaspekte der kollaborierenden Roboter betrachtet.
In Kapitel 3 werden die Potentiale und Grenzen von kooperierenden Robotern erfasst und in Kontext gesetzt. Die neue Technik wirft viele Fragen auf, u.a.: „Werden Industrieroboter bald nicht mehr hinter Schutzzäunen stehen, sondern frei in der Produktionshalle?“ „Wird bald jeder Produktionsmitarbeiter mit technischen Co-Workern zusammenarbeiten, statt mit menschlichen Kollegen?“ „Werden überhaupt noch Mitarbeiter benötigt?“ Dies sind nur beispielhafte Fragen, die sich bei diesem Thema stellen und deren Realisierung durch diese Kapitel eingeschätzt werden soll. Abschließend in Kapitel 4 wird die tatsächliche praktische Umsetzung betrachtet. Aktuelle Einsatzbeispiele in der Industrie werden dargestellt und anhand ihrer Sinnhaftigkeit beurteilt.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Sicherheitsaspekte
2.1 Allgemeine Maschinenrichtlinien und Vorgehensweisen
2.2 Spezifisches zu kooperierenden Robotern
2.3 Zusammenfassung
3 Potentiale und Grenzen der kollaborierenden Roboter
3.1 Potentiale
3.2 Grenzen
3.3 Wirtschaftliche Überlegung
3.4 Zusammenfassung
4 Akt. Einsatzbeispiele
5 Fazit
Zielsetzung & Themen
Die Hausarbeit untersucht die Sicherheitsaspekte, Potentiale und Grenzen der Mensch-Roboter-Kooperation (MRK) in industriellen Umgebungen sowie deren praktische Umsetzung. Ziel ist es, ein Verständnis für die erforderlichen Sicherheitsnormen und die ökonomischen sowie ergonomischen Faktoren zu schaffen, die den Einsatz kooperierender Roboter beeinflussen.
- Grundlagen der Maschinenrichtlinien und Normen für die Sicherheit
- Methodik der Risikobeurteilung für kollaborierende Systeme
- Analyse der Vorteile (Ergonomie, Produktivität) und Grenzen (Sicherheit, Komplexität)
- Wirtschaftliche Betrachtungen bei der Implementierung von MRK
- Aktuelle Praxisbeispiele aus der Automobilindustrie
Auszug aus dem Buch
2 Sicherheitsaspekte
Die Möglichkeit gemeinsame Arbeitsplätze für Roboter und Menschen ohne Schutzzaun zu realisieren ermöglicht neue Konzepte und Strategien in der Industrie. Gleichzeitig birgt dies aber auch andere Gefahren und Risiken für den Mensch, als herkömmliche Industrieroboter. Eine Kollision zwischen einem Menschen und einem Roboter kann schwerwiegende Folgen haben und muss deshalb im Voraus ausreichend bedacht werden. Das Verletzungsrisiko ist dabei von vielen Faktoren abhängig, beispielsweise „Kraft, Druckverteilung, Körperregion, Kollisionsfläche, Robotergeschwindigkeit und –masse sowie Nachlaufweg des Roboters“. Sicherheitsmaßnahmen bei herkömmlichen Industrierobotern sind deshalb strickt getrennte Arbeitsbereiche mit Schutzzäunen und gesicherten Schutztüren. Wenn sich Mensch und Roboter mehr und mehr einen Arbeitsbereich teilen, müssen andere Schutzmechanismen realisiert werden. Die Sicherheitsmaßnahmen müssen so konzipiert sein, dass sie nicht durch mögliche Störungen ausfallen können, während der Roboter weiterbetrieben wird.
Unterschieden wird in subjektive und objektive Sicherheit, dies muss auch bei der Risikobewertung einer Anlage beachtet werden. Die subjektive Sicherheit ist die wahrgenommene Sicherheit des menschlichen Kooperationspartners, diese kann je nach Person variieren. Ist eine subjektive Unsicherheit wahrgenommen, erhöht dies das Stressempfinden des Mitarbeiters und kann Auswirkungen auf die Produktivität haben. In empirischen Studien wurden dafür verschiedene Auslöser identifiziert, u.a. der Abstand zwischen Roboter und Mensch, die Annäherungsgeschwindigkeiten und Geräusche. Daraus erfolgt ein Akzeptanzproblem bei den Mitarbeitern, zur Vermeidung, kann in diesen Bereichen bspw. höhere Werte als die Grenzwerte verwendet werden oder den Mitarbeitern durch Schulungen die Angst genommen werden. Die objektive Sicherheit bezieht sich auf das Vermeiden von messbaren Schäden als Einsatzvoraussetzungen des Roboters.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Einführung in die Begrifflichkeiten und Definitionen der Mensch-Roboter-Kooperation sowie Darlegung der Zielsetzung und Struktur der Arbeit.
2 Sicherheitsaspekte: Detaillierte Betrachtung der relevanten Normen, Richtlinien und Vorgehensweisen bei der Risikobeurteilung von kooperierenden Robotersystemen.
3 Potentiale und Grenzen der kollaborierenden Roboter: Analyse der Vor- und Nachteile sowie der wirtschaftlichen Faktoren beim Einsatz von MRK im Vergleich zur manuellen Montage.
4 Akt. Einsatzbeispiele: Überblick über existierende Anwendungsfälle in der Industrie, unter anderem bei namhaften Automobilherstellern.
5 Fazit: Zusammenfassende Bewertung der Zukunftsperspektiven von MRK und der Rolle des Menschen in der vernetzten Produktion.
Schlüsselwörter
Mensch-Roboter-Kooperation, MRK, Sicherheit, Risikobeurteilung, Maschinenrichtlinie, Industrieroboter, Ergonomie, Produktivität, Kollaboration, Schutzprinzipien, Industrie 4.0, Automatisierung, ISO/TS 15066, Wirtschaftlichkeit, Fertigung.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit behandelt die Integration von Mensch-Roboter-Kooperationen (MRK) in der industriellen Fertigung, wobei insbesondere Sicherheitsaspekte und die ökonomische Sinnhaftigkeit beleuchtet werden.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die Schwerpunkte liegen auf den Sicherheitsanforderungen und Normen, den Potentialen und Grenzen dieser Technologie sowie der konkreten industriellen Anwendungspraxis.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Das Ziel ist die strukturierte Darstellung der Voraussetzungen und Herausforderungen, die für einen sicheren und effizienten Einsatz kollaborierender Roboter notwendig sind.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es handelt sich um eine Literaturanalyse und eine Zusammenfassung aktueller Normen, Richtlinien und industrieller Fallbeispiele aus dem Bereich der MRK.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die sicherheitstechnischen Grundlagen (Normen, Risikobeurteilung), eine Gegenüberstellung von Potentialen und Grenzen sowie die Analyse praktischer Anwendungsbeispiele.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wesentliche Begriffe sind MRK, Sicherheit, Risikobeurteilung, Industrieroboter, Automatisierung und Ergonomie.
Wie unterscheidet sich die objektive von der subjektiven Sicherheit?
Die objektive Sicherheit bezieht sich auf messbare Schäden und technische Normen, während die subjektive Sicherheit die vom Mitarbeiter wahrgenommene Sicherheit und dessen Stress- bzw. Akzeptanzempfinden beschreibt.
Welche Rolle spielen die vier Schutzprinzipien für kollaborierende Roboter?
Diese Prinzipien definieren, wie der direkte Kontakt zwischen Mensch und Roboter ermöglicht oder abgesichert wird, etwa durch überwachten Halt, Handführung, Abstandsüberwachung oder Kraftbegrenzung.
Warum ist die Implementierung von MRK bisher noch selten?
Laut Arbeit liegt dies an der hohen Komplexität der Sicherheitsanforderungen, dem hohen Umstellungsaufwand und der noch immer oft günstigeren manuellen Fertigung im Vergleich zu speziellen Robotersystemen.
Ist eine völlig menschenleere Produktion absehbar?
Nein, die Arbeit kommt zu dem Schluss, dass der Mensch aufgrund seiner Flexibilität und seiner zentralen Rolle in der Überwachung und Qualitätskontrolle auch in Zukunft ein essenzieller Bestandteil der industriellen Fertigung bleiben wird.
- Citation du texte
- Iris Weinreich (Auteur), 2016, Mensch-Roboter-Kooperation. Sicherheitsaspekte und deren Realisierung, Potentiale und Grenzen, aktuelle Einsatzbeispiele, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/365407
