Audi AG

MRK: Ingenics und AUDI arbeiten an Lösungen für eine neue Qualität der optimierten Montage im Kontext von Industrie 4.0

Optimierte Montage im Kontext von Industrie 4.0

Im Kontext von Industrie 4.0 spielt der optimierte Einsatz von Robotersystemen eine zunehmend wichtige Rolle. Um maximale Effizienz in der Montage zu erreichen, werden Roboter und Menschen weit enger zusammenarbeiten müssen, als das in herkömmlichen Fabriken üblich bzw. möglich war – und vielfach noch ist. In Ingolstadt arbeiten AUDI und Ingenics an neuen Lösungen für die Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK), die zunächst in Pilotprojekten erprobt werden.

Die wichtigsten Projektergebnisse und Ingenics Leistungen:
Kunde
Audi AG
Ergebnisse
  • Erfassung aller MRK relevanten Takte
  • Analyse und Bewertung der MRK Anwendungsfälle
  • Ranking der MRK Anwendungen hinsichtlich Realisierungshorizont, Innovationsgrad, Technologischer Reife, Kosten
  • Mehrseitige Konzeptsteckbriefe für Erfolg versprechenden Anwendungen 
  • Steckbriefe als Basis für Ausschreibungsunterlagen
  • Übersicht und Bewertung von Roboterhersteller / Systemhäuser
  • Risikoanalyse

Die Weiterentwicklung der Fertigung im Zeichen von Industrie 4.0 muss den Einsatz von Robotern in enger Zusammenarbeit mit Menschen ohne aufwändige Schutzeinrichtungen ermöglichen, sodass sich Mensch und Maschine optimal und gefahrlos ergänzen. Bisher wurde, aus Sicherheitsgründen, strikt an einer Trennung der Arbeitsplätze von Mensch und Roboter festgehalten. Die Arbeitsbereiche waren in der Regel durch Sicherheitszäune abgegrenzt, um zu vermeiden, dass die Mensch-Roboter-Kollaboration zur Mensch-Roboter-Kollision werden konnte. Damit hat man aber auch darauf verzichtet, wesentliche Potenziale einer effizienten und reibungslosen Produktion auszuschöpfen. Über die Mensch-Roboter-Zusammenarbeit wird nun vielerorts neu nachgedacht – die MRK muss über weite Strecken neu organisiert werden.

Bisher gilt: Wo sich Mensch und Roboter „in die Quere“ kommen können, stoppt die Maschine, sobald eine potenziell gefährliche Situation erkannt wird. In der Folge stockt die Produktion bzw. sie kommt vorübergehend ganz zum Erliegen. Vor dem Hintergrund der Diskussion über Industrie 4.0 mutet das geradezu anachronistisch an.

Deshalb wollen sich Experten mit Konzepten von gestern nicht länger zufrieden geben, sondern neue Schutzkonzepte erarbeiten, die eine enge Zusammenarbeit erlauben, ohne den produktiven Betrieb auszubremsen: Neue Systeme müssen aktuelle Tätigkeiten registrieren und anhand des Gesamtkontextes sowie der aktuellen Situation das Gefährdungspotenzial exakt beurteilen, denn die Standardisierung kontextorientierter Schutzsysteme und ihre Integration in intelligente Produktionsumgebungen sind die Voraussetzungen für die wirtschaftlich sinnvolle Nutzung von Robotern in gemischten Arbeitsumgebungen.

Selbstverständlich sind und bleiben verlässliche Schutzsysteme unverzichtbar, wo sich Arbeitsbereiche von Mensch und Maschine überlappen. Aber: Um die Produktion so effizient wie möglich zu gestalten und die Vorteile von Mensch und Roboter optimal zu verbinden, sollten Roboter zu keiner Zeit stillgelegt oder in ihrer Tätigkeit zu sehr eingeschränkt werden. Durch das intelligente Zusammenspiel von Sensoren, Software und Leichtbaurobotern kann das Gesamtsystem alle Risiken berechnen und Schutzmaßnahmen – wie Ausweichen, Anpassen von Geschwindigkeiten und Bewegungsabläufen etc. – veranlassen.

Weil für so genannte cyber-physische Arbeitsumgebungen Konzepte nicht nur entwickelt, sondern auch implementiert werden und ihre Praxistauglichkeit beweisen müssen, hat man bei der Ingenics AG einen umfassenden Kriterienkatalog erarbeitet, um MRK-Anwendungsfälle systematisch identifizieren, analysieren und bewerten zu können. Durch die Anwendung des Kriterienkatalogs auf die Montage werden aus einem Pool von möglichen Einsatzfeldern die potenziell realistischen Anwendungsfälle identifiziert und klassifiziert.

„Die Zusammenarbeit mit der Ingenics AG war wegen der hohen Fachkompetenz der Berater sehr konstruktiv und zielführend. Sie hat dazu beigetragen, dass die AUDI AG in der Lage ist, bei MRK-Applikationen den „Vorsprung durch Technik" zu wahren, den sich das Management auf die Fahnen geschrieben hat.“
Dr. Veit Rückel, Audi AG
damals Fachprojektleiter MRK-Systeme

Ingenics verfügt über das Know-how und die Erfahrung im Bereich der Montageplanung und -realisierung, die für die Bewertung der MRK-Anwendungen unerlässlich sind. Zusammen mit dem spezifischen Fachwissen über die Eigenschaften der MRK-Roboter und dem systematischen Vorgehen bei Analyse und Bewertung bietet das Beratungsunternehmen alle Voraussetzungen dafür, dass eine schnelle und transparente Identifikation möglicher MRK-Anwendungsfälle und deren Realisierung realistisch sind. Einen entsprechenden Projektauftrag bekam Ingenics von der AUDI AG, Ingolstadt, wo man mögliche und Erfolg versprechende Anwendungen zügig umsetzen will.

Mit der im gemeinsamen Projektteam von Audi und Ingenics definierten Roadmap wird sichergestellt, dass der schnellen Umsetzung nichts im Wege steht. Am Ende der Definitionsphase lobte Audi die Ingenics Berater ausdrücklich für ihre hohe Fachkompetenz: Die Zusammenarbeit sei konstruktiv und zielführend und trage dazu bei, die AUDI AG in die Lage zu versetzen, bei MRK-Applikationen den Vorsprung durch Technik‘ zu wahren, den sich das Management auf die Fahnen geschrieben hat. Inzwischen sind erste Projekte in der Pilotphase.