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Inforob

Modulares systemunabhängiges Schulungsmodell für die in­no­va­ti­ve Fortbildung in Roboteranwendungen für KMUs

Problemstellung

Die Verbreitung von Industrierobotern in der Pro­duk­tion weist heute quer durch alle Industriezweige eine große Inhomogenität auf. Zusätzlich ist der Ein­satz in den un­ter­schied­lichen Betrieben durch eine große Diversifikation gekennzeichnet, wobei be­son­ders in der Automobil- und Automobilzuliefererindustrie Roboter bereits seit längerem Ver­wen­dung finden. Dabei beschränkt sich der Ein­satz der Industrieroboter allerdings oftmals auf größere Un­ter­neh­men, wäh­rend bei mittelständischen Un­ter­neh­men (KMU) weit seltener Roboteranlagen installiert wer­den.

Inforob Projektstruktur © IPS​/​TU Dort­mund

Der bisher vergleichbar geringe Ein­satz der Robotik in KMUs ist haupt­säch­lich darin begründet, dass in den Un­ter­neh­men keine Mit­ar­bei­ter zur Ver­fü­gung stehen, die in dieser Tech­no­lo­gie geschult sind. Die Anstellung geeigneten Personals scheitert im All­ge­mei­nen zum einen am unzureichenden Angebot an geeigneten Fachkräften auf dem Ar­beits­markt und zum anderen an der Tatsache, dass der Umfang der anfallenden Arbeiten oft zu gering ist, um die dauerhafte Anstellung eines Spezialisten zu rechtfertigen. Auch der Einkauf der Programmierleistung durch Systemhäuser ist nicht immer eine wirtschaftliche Lö­sung. Neben der notwendigen zeitlichen Koordination fallen auch Kos­ten an. Aber vor allem schränkt es die Flexibilität des Unternehmens ein, wenn niemand im eigenen Betrieb in der Lage ist, kleinere Anpassungen durchführen zu kön­nen. Eine andere Herangehensweise ist die Schulung des vorhandenen Personals. Unter Be­rück­sich­ti­gung von Ausfallzeiten der Mit­ar­bei­ter, aufgrund von z. B. Urlaub oder Krank­heit, ist es sinnvoll, im Betrieb min­des­tens zwei Per­so­nen zu schulen. Die hierbei anfallenden Kos­ten und Ausfallzeiten aufgrund der extern statt­finden Schulungen lassen diese Lö­sun­gen oft unattraktiv erscheinen. Hinzu kommt, dass in KMUs die vorhandenen Roboteranlagen zwar meist ver­gleichs­wei­se oft umprogrammiert wer­den müs­sen. Allerdings sind im Vergleich zu großen Un­ter­neh­men nur wenige Anlagen vorhanden. Aus diesem Grund wird die einzelne Anlage zwar öfter für ein neues Produkt umprogrammiert, ins­ge­samt hat das Personal aber nur sporadisch die Ge­le­gen­heit das erlernte Wissen praktisch ein­zu­set­zen und zu vertiefen. Durch die seltene Be­schäf­ti­gung mit der Problematik gerät so Erlerntes teilweise wieder in Vergessenheit, wodurch sich wiederum Probleme im Umgang mit den komplexen Robotersystemen ergeben.

Zielsetzung

Das Ziel dieses Projekt war es, Mög­lich­keiten zu schaf­fen, dieser Problematik zu be­geg­nen und die Schulung des Personals effizienter zu ge­stal­ten. Der Roboter als Erklärender seiner Arbeitsweise un­ter­stützt das Personal von An­fang an in der Erlernung der Thematik durch die Vorstellung wich­ti­ger Elemente der Roboterhandhabung und  -programmierung. So soll dem Personal ein vom Roboter vorgestelltes Tutorial, wie es in Softwaresystemen bereits häufig eingesetzt wer­den, helfen, bereits mit den ersten Modulen die Handhabung und Tech­nik eines Roboters schnell begreifen und erlernen zu kön­nen. Durch die Beschreibung und Erklärung verschiedener Schulungsinhalte (z. B. Module zur Inbetriebnahme, zur Programmverwaltung, zu Koordinatensystemen oder auch zur Fehlerbehebung) soll dem Bediener die Arbeitsweise des Roboters näher gebracht wer­den und so ein effizientes Betreiben der robotergestützten Anlage im Hinblick auf Fehlerbehebung, Anpassungen und Optimierungen er­mög­licht wer­den. Ferner kann das Personal durch Darstellungen und Hilfen auf dem Handbediengerät zusätzlich in der Erlern- und Auffrischungsphase un­ter­stützt wer­den.

  • die Sicherung der Konsistenz und der Redundanzfreiheit im übergreifenden bzw. multidisziplinären Entstehungsprozess
  • die Beherrschung der Komplexität der Produktentstehung
  • die Verkürzung der Planungszeiten durch Unter­stüt­zung von Simultaneous Engineering and Collaborative Engineering
  • Sicherung der Qua­li­tät der Planung als auch ihrer Er­geb­nisse.

Eine Schlüsselrolle in der Digitalen Fabrik nimmt die Ver­wal­tung von Zeitdaten ein. Zeitdaten sind maßgebliche Größen für die Beschreibung von Prozessen und stellen eine wesentliche Datenbasis der Digitalen Fabrik dar. Durch ihren Bezug sowohl zur Produktentwicklung als auch zur Pro­duk­tion wer­den Zeitdaten zu ei­nem verbindenden Element im Datennetz der Produktentstehung. Trotz der hohen Be­deu­tung von Zeitdaten in der Produktentstehung fehlen Konzepte, mit denen eine rechnerunterstützte effiziente und durchgängige Bereitstellung von Zeitdaten, ins­be­son­de­re in der Planungsphase von Produkten, mög­lich ist. Aus diesem Grund erfolgt im Ver­bund­pro­jekt ADiFa die konkrete und exemplarische Realisierung eines Anwendungsprotokolls für den Aus­tausch von Zeitdaten. Ziel ist es hierbei, das Anwendungsgebiet der Zeitwirtschaft mit den übrigen Planungsfunktionen und -bereichen der Digitalen Fabrik zu vernetzen. Die Grundlage hierzu bilden, wie in der nachfolgenden Abbildung dargestellt, durchgängig verfügbare Zeitdaten, die über das Anwendungsprotokoll zur Zeitwirtschaft spezifiziert wer­den.

Vorgehensweise

  1. Erstellung Schulungsinhalte für ver­schie­de­ne beispielhafte Robotertypen
  2. Erstellung eines Computerinterface zum Ler­nen und Starten von Beispielprogrammen direkt am Roboter
  3. Erstellung einer Handbediengerätanwendung zum Anzeigen von Schulungsinhalten und ausführen von Beispielprogrammen direkt auf dem Roboter
  4. Erstellung einer Softwareanwendung zum Verknüpfung von Schulungsinhalten mit Beispielprogrammen
  5. In­te­gra­ti­on und Test der Komponenten in zwei Schulungszellen

Forschungs- und Entwicklungspartner

Klero GmbH

Qualitus GmbH

Tropen Kunststofftechnik GmbH

Steinbichler Optotechnik GmbH

Förderhinweis

Das For­schungs­pro­jekt inFoRob - „Modulares systemunabhängiges Schulungsmodell für die in­no­va­ti­ve Fortbildung in Roboteranwendungen für KMUs“ wurde mit Mitteln des Bundesministeriums für Bil­dung und For­schung (BMBF) ge­för­dert und vom Projektträger Karlsruhe (PTKA) betreut.

Anfahrt & Lageplan

Der Cam­pus der Technischen Uni­ver­si­tät Dort­mund liegt in der Nähe des Autobahnkreuzes Dort­mund West, wo die Sauerlandlinie A45 den Ruhrschnellweg B1/A40 kreuzt. Die Abfahrt Dort­mund-Eichlinghofen auf der A45 führt zum Cam­pus Süd, die Abfahrt Dort­mund-Dorstfeld auf der A40 zum Cam­pus-Nord. An beiden Ausfahrten ist die Uni­ver­si­tät ausgeschildert.

Direkt auf dem Cam­pus Nord befindet sich die S-Bahn-Station „Dort­mund Uni­ver­si­tät“. Von dort fährt die S-Bahn-Linie S1 im 20- oder 30-Minuten-Takt zum Hauptbahnhof Dort­mund und in der Gegenrichtung zum Hauptbahnhof Düsseldorf über Bochum, Essen und Duis­burg. Außerdem ist die Uni­ver­si­tät mit den Buslinien 445, 447 und 462 zu erreichen. Eine Fahrplanauskunft findet sich auf der Homepage des Verkehrsverbundes Rhein-Ruhr, au­ßer­dem bieten die DSW21 einen interaktiven Liniennetzplan an.
 

Zu den Wahrzeichen der TU Dort­mund gehört die H-Bahn. Linie 1 verkehrt im 10-Minuten-Takt zwischen Dort­mund Eichlinghofen und dem Technologiezentrum über Cam­pus Süd und Dort­mund Uni­ver­si­tät S, Linie 2 pendelt im 5-Minuten-Takt zwischen Cam­pus Nord und Cam­pus Süd. Diese Strecke legt sie in zwei Minuten zu­rück.

Vom Flughafen Dort­mund aus gelangt man mit dem AirportExpress innerhalb von gut 20 Minuten zum Dort­mun­der Hauptbahnhof und von dort mit der S-Bahn zur Uni­ver­si­tät. Ein größeres Angebot an inter­natio­nalen Flugverbindungen bietet der etwa 60 Ki­lo­me­ter entfernte Flughafen Düsseldorf, der direkt mit der S-Bahn vom Bahnhof der Uni­ver­si­tät zu erreichen ist.

Die Ein­rich­tun­gen der Technischen Uni­ver­si­tät Dort­mund verteilen sich auf den größeren Cam­pus Nord und den kleineren Cam­pus Süd. Zudem befinden sich einige Bereiche der Hoch­schu­le im angrenzenden Technologiepark. Genauere In­for­ma­ti­onen kön­nen Sie den Lageplänen entnehmen.

Interaktive Karte

Die Ein­rich­tun­gen der Technischen Uni­ver­si­tät Dort­mund verteilen sich auf den größeren Cam­pus Nord und den kleineren Cam­pus Süd. Zudem befinden sich einige Bereiche der Hoch­schu­le im angrenzenden Technologiepark.

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