Spezial Industrie 4.0: Team Zukunft

Mensch-Roboter-Kollaboration

Arbeiten Mensch und Maschine zusammen, bringen beide ihre Fähigkeiten ein. Grundbedingung: Die maschinellen Helfer müssen hohe Anforderungen in Sachen Sicherheit erfüllen. Und in puncto Sensitivität, sagt Albrecht Hoene von KUKA. Im Interview spricht er über die Mensch-Roboter-Kollaboration, dessen mögliche Gefahren und Veränderungen.

Albrecht Hoene ist Diretor Human Robot Colla­boration in der Forschung und Entwicklung von KUKA
Albrecht Hoene
ist Diretor Human Robot Colla­boration in der Forschung und Entwicklung von KUKA
(Foto: PR)

Mensch und Roboter Seite an Seite – so sieht das Dream-Team der Generation Industrie 4.0 aus. Zumindest, wenn es nach Roboterhersteller KUKA oder dem Automobilkonzern BMW geht. Die Maschine ersetzt nicht den Menschen, sondern ergänzt seine Fähigkeiten und nimmt ihm belastende Arbeiten ab. Das können zum Beispiel Über-Kopf-Arbeiten oder das Heben schwerer Lasten sein.

Auch in der Belieferung der Arbeitsplätze in der Produktion kommen autonome, kollaborative Roboter zum Einsatz, beispielsweise bei KUKA selbst. In der Fabrik der Zukunft gibt es keine Trennung zwischen automatisierten und manuellen Arbeitsplätzen. Menschen und Roboter arbeiten optimal aufeinander abgestimmt zusammen – ohne Trennung, ohne Schutzzaun.

Zum Beispiel bei BMW in Dingolfing: Wo früher die Arbeiter schwere Kegelräder für Vorderachsgetriebe hoben und fügten, sind sie heute Hand in Hand mit ihrem sensitiven KUKA-Roboterkollegen LBR iiwa auf engstem Raum tätig. Angewandte Mensch-Roboter-Kollaboration ist ein noch junges Themengebiet, auf dem KUKA aber bereits viel praktische Erfahrung sammeln und reale Lösungen umsetzen konnte. Was beim Einsatz von Cobots zu beachten ist, erklärt Albrecht ­Hoene, Diretor Human Robot Collaboration in der Forschung und Entwicklung von KUK

DUB UNTERNEHMER-Magazin: Welche Anwendungen eignen sich überhaupt für eine MRK, eine Mensch-Roboter-Kollaboration?

Albrecht Hoene: In erster Linie geht es dabei um die Frage, wann Anwendungen wirtschaftlich profi­tabel sind. Es muss also das Ziel sein, den Roboter in seinen Bewegungen so zu optimieren, dass er keine langen Wege zurücklegen muss. Ein Cobot ist nicht darauf ausgelegt, möglichst schnell von A nach B zu fahren. Seine Stärke liegt in der Sensitivität und in der Sicherheit. Damit kann er Aufgaben übernehmen, die ein herkömmlicher Industrieroboter nicht ausführen kann. Abhängig von verschiedenen Einflussgrößen wie Taktzeiten, Losgrößen, Mitarbeiterverfügbarkeiten und Prozessen werden die automatisierten und fle­xiblen Produktionsstationen von morgen sinnvoll mit MRK-Robotern ausgestattet sein. MRK-Anwendungen liegen zwischen reinen manuellen Montagesta­tionen und zum Beispiel einer vollautomatisierten Schweißstation.

Welche Gefahren bestehen denn bei der Zusam­menarbeit mit Robotern – trotz der Sensoren?

Hoene: Wenn wir bei KUKA von Mensch-Roboter-Kollaboration sprechen, dann geht es auch um Verantwortung. Der Mensch steht klar im Vordergrund, der Roboter soll dem Menschen helfen, auf keinen Fall darf er ihn gefährden. Damit müssen Roboter hohe Anforderungen in puncto Sicherheit erfüllen. Es gibt sicher unterschiedliche Wege, mit solchen Anforderungen umzugehen. Bei KUKA unterscheiden wir nach Sicherheitsfunktionen, die den Menschen beim Umgang mit dem Roboter schützen, und Funktionen, die den Roboter selbst sicher machen. Wir sind erst zufrieden, wenn der Roboter in seiner speziellen Anwendung sicher ist.

Wie wird sich das Arbeitsumfeld verändern, wenn immer mehr intelligente Roboter mitarbeiten?

Hoene: Es werden sich nur Anwendungen durchsetzen, bei denen sich Mensch und Roboter in sinnvoller Weise die Arbeit teilen. Beide Seiten werden die Arbeitspakete übernehmen, bei denen sowohl Mensch als auch Roboter ihre jeweiligen Stärken anwenden können. Die Stärken des Menschen liegen darin, Erfahrungswissen zu nutzen, auf ungeplante Situationen zu reagieren, zu improvisieren und die Sinne in Kombination miteinander zu nutzen. Das sind Fähigkeiten, die einem Roboter weitgehend fehlen. Seine Stärken liegen vielmehr darin, sich wiederholende Aufgaben mit hoher Genauigkeit oder Auf­gaben mit höherem Kraftaufwand auszuführen. Diese Aufteilung wird dazu führen, dass vor allem nicht­ergonomische und ermüdende Arbeiten von einem Roboter übernommen werden. Er assistiert dem Menschen und erleichtert ihm die Arbeit – ähnlich wie ein Taschenrechner. Im weiten Feld der Künstlichen In­telligenz ist maschinelles Lernen ein für KUKA relevanter Bereich. Ein künstliches System lernt aus Beispielen und kann diese verallgemeinern. Es werden nicht einfach Beispiele auswendig gelernt, sondern Muster und Gesetzmäßigkeiten erkannt. Daten werden aus Prozessen gewonnen, analysiert, und dadurch wird die Möglichkeit eröffnet, die Prozesse zu verbessern. Auf Grundlage dieser Daten kann die Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine ­optimiert werden.