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Smart integrated Robotics system for SMEs controlled by Internet of Things based on dynamic manufacturing processes

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Erhöhung der Effizienz in intelligenten Fabriken

Europäische KMU müssen Fortschritte der Industrie 4.0 übernehmen. Ein neues Rahmenwerk wird die nahtlose Integration von Robotertechnik unterstützen.

Industrielle Technologien

Die vierte industrielle Revolution ist bereits im Gange. Europäische Unternehmen nehmen die Fortschritte vermehrt an und integrieren Robotertechnik und andere intelligente Technologien zunehmend in ihre Arbeitsabläufe. Selbst in den Unternehmen, die für den Produktionsprozess bereits Robotertechnik einsetzen, werden die Roboter noch nicht effizient genutzt. Aufgrund von Sicherheitsvorschriften arbeiten Roboter auch weiterhin von Menschen getrennt. Kollaborative Roboter, die für die gemeinsame Arbeit mit Menschen entwickelt werden, lösen die Sicherheitsprobleme häufig nicht, wenn die der Zusammenarbeit zugrunde liegende Technologie nicht unbedenklich ist. Menschen und Robotern werden außerdem spezifische Aufgaben übertragen, und es ist schwierig, diese kurzfristig zu verändern, wie es im Produktionsprozess häufig notwendig ist. „Digitalisierung umfasst viel mehr als das Kaufen und Einrichten eines Industrieroboters“, sagt Anastasia Garbi, Leiterin der Abteilung Forschung und Entwicklung bei European Dynamics. HORSE ist ein EU-finanziertes Projekt mit dem Ziel, durch das Anbieten neuer flexibler und vielseitiger Produktionslinien Fortschritte für die Fertigungsindustrie zu ermöglichen. Das Projekt bietet ein neues Modell für intelligente Fabriken, das die Zusammenarbeit von Menschen, Robotern, automatisch gesteuerten Fahrzeugen und Maschinen beinhaltet. Das HORSE-System wurde in zehn Pilotversuchen in unterschiedlichen Produktionsbetrieben in sieben europäischen Ländern erprobt. Innerhalb von neun Monaten seien in sieben der Pilotanlagen, der sogenannten zweiten Welle, das Rahmenwerk und die Komponenten übernommen und mit neuartigen und anspruchsvollen Ansätzen eingesetzt worden, fügt Projektkoordinatorin Garbi an. „Alle konnten wichtige Automatisierungslösungen für die Robotertechnik in schwierigen Einsatzbereichen demonstrieren, für die es vor HORSE keine Lösung gegeben hatte. Sie zeigten den Wert unserer Instrumente und Konzepte, und wir konnten die Prototypinstrumente mit zusätzlichen Komponenten erweitern“, erklärt Garbi.

Rahmenwerk für die Zukunft

Das HORSE-Rahmenwerk unterstützt die Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter. Eine Reihe an Software-Modulen bietet Funktionen wie die Programmeinstellung des Roboters, die Sicherheitsüberwachung der Arbeitszellen in Echtzeit sowie flexibles Ausnahmemanagement – eine nützliche Funktion bei unerwarteten Produktionsereignissen. Ein Managementsystem für Fertigungsprozesse sorgt für durchgehende Kontrolle der Aktivitäten im Werkstattbereich und bietet auch ein dynamisches Zuweisungsverfahren für menschliche und robotische Arbeitskräfte sowie ein Dashboard zur Prozesskontrolle in Echtzeit. Das System unterstützt außerdem erweiterte Realität, sodass komplexe Aufgaben fehlerfrei durchgeführt werden können. HORSE baut auf einer sehr modularen Architektur auf, sodass es auf die jeweilige Fertigungsaufgabe angepasst werden kann. „Der Rest der Systeme ist für den Menschen nicht sichtbar. Sie unterstützen und optimieren die Robotikaufgaben“, fügt Garbi hinzu. Es wurde ein HORSE-Prototypsystem gebaut, das den vollständigen Funktionsumfang zeigt und für individuelle Anforderungen von Fabriken eingesetzt und konfiguriert werden kann. HORSE bietet einen Installationsdienst – lokal oder in der Cloud. Ausgewählte Komponenten des Systems können heruntergeladen und nach Bedarf verwendet werden. So kann jede Fabrik flexibel agieren. Einige der möglichen Technologien, die HORSE einsetzen, sind: die erweiterte Realität zur Qualitätskontrolle und Produktmontage sowie ein automatisiertes Mahlsystem.

Drehscheiben für digitale Innovation

Des Weiteren ebnete das Projekt den Weg für die Erstellung von Drehscheiben für digitale Innovation und richtete fünf dieser Drehscheiben ein: zwei in Deutschland und jeweils eine in Frankreich, den Niederlanden und Slowenien. Dabei handelt es sich um regionale Drehscheiben, die Raum für Konsultationen, Schulungen, Demonstrationen und Versuche bieten. Die Idee besteht darin, europäische KMU für die Industrie 4.0 zu gewinnen und sie in der globalen Geschäftslandschaft wettbewerbsfähig zu halten. „Die Drehscheiben verbinden regionale am politischen Entscheidungsprozess beteiligte Stellen, Technologieanbieter und die Fertigungsindustrie miteinander, die Möglichkeiten für die Einführung fortschrittlicher Technologien suchen“, so Garbi abschließend.

HORSE-Buch

Die HORSE-Architektur und das System sowie deren Einsatz in zehn Industriefällen werden detailliert im HORSE-Buch beschrieben, welches auf Amazon und bei anderen Buchhändlern ab Mitte Februar 2021 erhältlich ist.

Schlüsselbegriffe

HORSE, intelligente, Fabrik, Rahmenwerk, Technologie, erweiterte, Realität, Überwachung

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