Cyber-Physikalische Systeme für Ad-Hoc-Arbeitsplätze

Auch wenn sich die Automatisierung mit hoher Geschwindigkeit entwickelt, gibt es nach wie vor Arbeitsschritte in der Produktion, die von einem Menschen effizienter oder mit höherer Qualität ausgeführt werden können. Sei es, weil die einzigartige, menschliche Sensorik, besondere Fingerfertigkeit, spezielle Erfahrung oder auch einfach das geschulte Auge nötig sind. Um die Tätigkeit ausführen zu können, muss der Mensch aber in die Produktionslinie eingebunden werden. Dabei sind erhöhte Anforderungen an Ergonomie und Sicherheit zu berücksichtigen.

Bisher wurden Flurförderfahrzeuge vorwiegend dazu verwendet, um in der Intralogistik Werkstoffe von A nach B zu transportieren. Für die Bearbeitung durch den Menschen wurden Teile zu festen Arbeitsstationen gebracht, an denen der Arbeitsschritt durchgeführt werden kann. Dadurch bindet man Menschen mit Werkzeugen an einen gemeinsamen Ort. Skaliert man diese Situation gedanklich, erkennt man schnell, wie unvorteilhaft dieser starre Arbeitsplatz ist. Hier kommt der Ad-Hoc-Arbeitsplatz ins Spiel.

Autonome Fahrzeuge als Assistenzsystem

Dieses Konzept wurde im April auf der Hannover Messe 2023 durch den Geschäftsführer von Maxolution System Solutions, Johann Soder, vorgestellt. Autonome Fahrzeuge bringen die zu bearbeitenden Werkstücke mit den passenden Werkzeugen zum Werker, so dass dieser sofort mit der Bearbeitung beginnen kann. Die autonomen Fahrzeuge sind mit entsprechenden Aufbauten ausgestattet, zum Beispiel mit Messtechnik oder einer speziellen Kinematik, die das Werkstück in die richtige Position bringt. Die FTS fugieren somit als Assistenzsystem und stellen das Werkzeug selbst dar.

Bei diesem Konzept werden eine Vielzahl an Automatisierungskomponenten zu einer gesamtheitlichen, flexiblen Lösung kombiniert. Doch es gibt auch Hürden bei dieser Art der Mensch-Maschine-Kooperation: Zum einen müssen die autonomen Roboter durch eine übergeordnete Intelligenz orchestriert werden, zum anderen muss auch die Ergonomie im Auge behalten werden. Doch die höchste Priorität genießt das Thema Sicherheit. Dies erfordert eine konzeptionell ausgelegte Steuerungs- und Sicherheitstechnik. Moderne Cyber-Physical-Controller, die Informationen von Sensornetzwerken verarbeiten und über eine Dateninfrastruktur kommunizieren, kommen hier zum Einsatz.

Diese Art von Steuerungen integrieren speicherprogrammierbare Steuerung, Mehrzweckbetriebssystem und Sicherheitssteuerung in einem und bieten ausreichend Performance, um die speziellen Algorithmen zur Navigation, Sensorauswertung und Auftragsabwicklung auszuführen und gleichzeitig die Bewegungssteuerung in Echtzeit zu übernehmen. Trotz der hohen Performance und einer Vielzahl an Schnittstellen bauen sie sehr kompakt. Um die Ausfallsicherheit zu garantieren sind sie gegen Störeinflüsse durch robuste, industrietaugliche Gehäuse und Komponenten geschützt.

Autor
Hans-Joachim Müller, Marktmanager für Steuerungs- und Antriebstechnik