Das FELICE-Projekt neigt sich dem Ende zu: Mensch-Roboter-Kollaboration für die Montage der Zukunft

Das EU-finanzierte Projekt FELICE (Flexible Assembly Manufacturing with Human-Robot Collaboration and Digital Twin Models) geht am 31. Dezember 2024 zu Ende. Ziel des Projekts war es, innovative Montageprozesse zu entwickeln, die der wachsenden Nachfrage nach Produkten und Dienstleistungen gerecht werden. Im Mittelpunkt stand die Entwicklung einer Technologie, die die Präzision und Ausdauer eines Roboters mit den kognitiven Fähigkeiten und der Flexibilität eines Menschen kombiniert. Seit Januar 2021 haben Forschende des IfADo unter der Leitung von Yannick Metzler, Felix Dreger und Melanie Karthaus gemeinsam mit zahlreichen europäischen Partnern an der Umsetzung dieser Vision gearbeitet.

Für das IfADo-Team endet damit eine spannende und herausfordernde Zeit: „Das Projekt war technisch anspruchsvoll und sehr ambitioniert, da der Mensch als Arbeiter im Zentrum der technischen Entwicklung und Systemgestaltung stand“, sagt Felix Dreger. In den vier Jahren der Zusammenarbeit gab es zahlreiche Highlights und Meilensteine. Besonders hervorzuheben sind die wichtigen Beiträge zur Definition menschzentrierter Anforderungen und Aufgaben sowie Risikoanalysen unter der Berücksichtigung der kognitiven Ergonomie.

Der Beitrag des IfADo: Sicher und effektiv mit Robotern zusammenarbeiten

Die Hauptaufgabe des IfADo war es, die Anforderungen an die Mensch-Roboter-Kollaboration zu spezifizieren/definieren und dabei besonderen Wert auf das Wohlbefinden der Mitarbeitenden zu legen. Ein zentraler Aspekt war dabei die Sicherheit: Wie kann man die Kollaboration zwischen Mensch und Roboter gestalten? Welche Faktoren müssen bei der Entwicklung berücksichtigt werden, um die Nutzerfreundlichkeit, Akzeptanz und das Vertrauen in den Roboter zu gewährleisten? Diese Fragen wurden im Rahmen des Projekts systematisch bearbeitet.

Erste Schritte: Bedenken bei Kollisionsgefahr und Kommunikation

Um die Grundlagen für eine erfolgreiche Zusammenarbeit zu legen, führten die IfADo-Forschenden eine detaillierte Tätigkeitsanalyse der Arbeit mit und ohne Roboter durch. Eine Fokusgruppenbefragung wurde genutzt um Bedenken der Arbeiter: innen bei der Zusammenarbeit mit einem mobilen Roboterkollegen zu erheben. Die Ergebnisse zeigten, dass vor allem die Kollisionsgefahr und eine umständliche Kommunikation zwischen Mensch und Roboter als die größten Herausforderungen wahrgenommen wurde. Da ein zuverlässiges gegenseitiges Verständnis die Basis für eine gelungene Mensch-Roboter-Kommunikation darstellt, wurde im nächsten Schritt an einer benutzerfreundlichen Gestaltung der visuellen Kommunikation gearbeitet. Neben visuellen Schnittstellen wurden ebenfalls physische und auditive Interaktionen, wie etwa Distanzen, Geschwindigkeiten und Sprachbefehle, berücksichtigt.

Training für die Mitarbeitenden

Ein weiterer entscheidender Schritt war die Entwicklung eines kurzen Trainingsprogramms für die Arbeiter: innen. Ziel des Programms war es, den Mitarbeitenden ein fundiertes Verständnis für den Roboter und die gemeinsame Kollaboration zu vermitteln. Das Training umfasste drei wesentliche Bereiche: Sicherheitsanweisungen, effektive Zusammenarbeit und der Umgang mit Fehlfunktionen. Auf diese Weise sollten die Arbeiter: innen in die Lage versetzt werden, sicher und vor allem effizient mit dem Roboter zu interagieren und mögliche Probleme eigenständig zu lösen.

Evaluation am Arbeitsplatz: Wie funktioniert das System der Modelllinie?

Ein abschließender und besonders wichtiger Schritt war die Evaluation der Mensch-Roboter-Kollaboration direkt am Arbeitsplatz. Wie kommen sowohl erfahrene als auch unerfahrene Arbeiter: innen mit dem System zurecht? Welche Verbesserungen sind noch notwendig, um die Zusammenarbeit zu optimieren? Das IfADo-Team konzentrierte sich dabei auf die menschlichen Aspekte: psychische Belastung, Vertrauen, Akzeptanz und die Benutzerfreundlichkeit des gesamten Systems.

Die Ergebnisse der Evaluation zeigten, dass alle Mitarbeitenden dem System vertrauten und die Benutzerfreundlichkeit zufriedenstellend war. Es wurden jedoch auch Bereiche identifiziert, die noch verbessert werden müssen – darunter die Bewegungsgeschwindigkeit und die präzisere Zeitplanung des Roboters für eine effizientere Einbindung in die Arbeitsabläufe. Generell hat das FELICE System das Potenzial, die körperliche Belastung der Arbeiter: innen zu reduzieren und so das Wohlbefinden langfristig zu verbessern.

Felix Dreger fasst die Ergebnisse des Projekts zusammen: „Das FELICE-Projekt war eine wunderbare Gelegenheit, international zu kollaborieren und gemeinsam auf europäischer Ebene Spitzenforschung in interdisziplinären Teams voranzutreiben.“ Durch die intensive Zusammenarbeit und die innovativen Lösungen im Bereich der Mensch-Roboter-Kollaboration konnte das IfADo einen Beitrag zum Erfolg des Projekts und damit dem Einsatz von Robotern am Arbeitsplatz leisten.

Wissenschaftlicher Kontakt:
Dr. Yannick Metzler
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
Ardeystrasse 67 Dortmund Nordrhein-Westfalen DE 44139
Presse Kontakt:
Anne Gregory
Pressereferentin
Ardeystrasse 67 Dortmund Nordrhein-Westfalen DE 44139

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