AutomationFesto BionicWorkplace: Noch hinter Gittern oder sind Sie schon ein PSE?
Mitarbeiter 4.0 Bits und Bytes sind in den Fokus gerückt. Die Digitalisierung prägt zunehmend die Industrie. Das verändert ganze Berufsfelder, die anstehenden Aufgaben für die Mitarbeiter und natürlich die erforderlichen Fähigkeiten und Fertigkeiten, um diese Herausforderungen zu lösen. Ein Thema hat ganz besonders an Bedeutung gewonnen: Safety – die Maschinensicherheit. Doch heißt es für die Verantwortlichen und Experten am Ball zu bleiben, denn das Feld ist alles andere als eine „gemähte Wiese“. Denn ihr Bereich ist besonders vom Wandel betroffen. Ansichten von Thomas Weiß, Safety-Experte beim Technic and Application Center von Festo Österreich
Beim BionicWorkplace von Festo arbeiten Mensch und Maschine Hand in Hand – eine Herausforderung in Sachen Safety.
Wichtige Kompetenzen für den PSE der Zukunft:
Fachkompetenz …
Produktionsübergreifendes Know-how der Maschinensicherheit, Netzwerktechnik, KI-Anwendungen (Sensorik) aber auch immer aktuelles rechtliches Wissen
Sozialkompetenz …
… etwa aus den Bereichen Kommunikation, Team-Aktivierung und Gruppenarbeit
Persönlichkeitskompetenz …
… wie zum Beispiel Neugier im finden sicherer Lösungen, Offenheit im Umgang mit Menschen und das Reflektieren und Antizipieren von Vorgaben
Methodenkompetenz ...
… dazu gehören beispielsweise die Fähigkeiten Probleme zu erkennen, sie zu analysieren und darauf basierend zielgerichtete Lösungen konzeptiv zu erarbeiten
Zu keiner Zeit stand das Thema Safety – also Maschinensicherheit – höher im Kurs als heute. Zum Einen, weil der Gesetzgeber entsprechende Vorgaben macht – zum Anderen, weil Mensch und Maschine sich immer näher kommen. Kollaborative Robotik lässt die beiden ungleichen Werker, also Mensch und Maschine, geradezu Hand in Hand in die Zukunft gehen. Bildlich gesprochen könnte man sagen: Finger und Greifer gehen auf Tuchfühlung. Und so ist es auch wirklich, denn Roboter werden zunehmend darauf getrimmt, ein „Feingefühl“ zu entwickeln, damit dem Menschen und auch der Technik in ihrem Umfeld nichts passieren kann.
Thomas Weiß, Safety-Experte beim Technic and Application Center von Festo Österreich
Laser statt Metall
Früher galt: Der Mensch hat im Arbeitsbereich eines Roboters nichts zu suchen. Als musste einer von beiden – je nachdem aus welcher Perspektive man das Ganze betrachtet – hinter Gitter oder besser gesagt hinter einen Schutzzaun. Da war von kollaborativer Technik und flexibler Adaption natürlich noch keine Rede. Dann wurde die Sensorik immer vielseitiger und aus metallenen Zäunen und Plexiglasscheiben wurden Lichtgitter und Laser. Ein großer Schritt, doch noch lange nicht das Ende der Entwicklung. Heute blicken wir in Richtung Industrie 4.0. Bei der Smart Factory der Zukunft wird Maschinensicherheit zum integrativen Bestandteil, der sich mit der adaptiven, zunehmend selbst veränderten Fabrik mit verändert.
Die Cobots kommen
Es gibt unterschiedlichste Lösungen am Markt, die den Zaun um die Maschine ersetzen. Solch ein barrierefreier Zugang zu einer Maschine heißt aber noch lange nicht, dass Maschinensicherheit keine Rolle mehr spielt – im Gegenteil! Es kommen nur andere Maßnahmen zum Einsatz. Ein anschauliches Beispiel dafür sind Handarbeitsplätze, wo Menschen und Roboter direkt zusammenarbeiten. Sie verlangen nach neuen Konzepten zur Absicherung. Mit unterschiedlichsten technischen Methoden „lernen“ Roboter Kollisionen zu erkennen, vorherzusehen bzw. bei einem Zusammenstoß keinen Schaden anzurichten – die Geburtsstunde der Cobots. Ein Thema, das heute ganz oben steht auf der Agenda von Roboter- und Safety-Experten.
Der Arbeitsplatz der Zukunft
Wie solch eine Arbeitsumgebung von morgen aussehen kann, dass hat Festo auf der Hannover Messe 2018 gezeigt. Der BionicWorkplace (www.festo.at/bionic) ist ein selbstlernender Arbeitsplatz mit künstlicher Intelligenz für die Mensch-Roboter-Kollaboration. Das ermöglicht ein gänzlich neues Miteinander von Mensch und Maschine. Zentraler Bestandteil der Station ist ein bionischer Cobot, ein pneumatischer Leichtbauroboter, der dem menschlichen Arm in seinem anatomischen Aufbau nachempfunden ist. Er löst – wie sein biologisches Vorbild – viele Aufgaben mit Hilfe flexibler Bewegungen. Aufgrund seiner Nachgiebigkeit und seiner intuitiven Bedienbarkeit kann der BionicCobot unmittelbar und sicher mit dem Menschen interagieren. Gesteuert wird der Roboter über Bewegungen, Berührungen oder über die Sprache.
Wearables und Virtual Reality
Den „menschlichen Kollegen“ erkennt das System u. a. an seiner speziellen Arbeitskleidung. Diese „Wearables“ bestehen aus einem Langarm-Oberteil, das mit Inertialsensoren ausgestattet ist, und einem Arbeitshandschuh mit integrierten Infrarotmarkern. Mit Hilfe der erfassten Sensordaten kann der BionicCobot punktgenau Gegenstände übergeben oder bei Bedarf ausweichen. Zusätzlich erfasst eine 3D-Stereokamera den Arbeitsraum mit einem Blickwinkel von 180 Grad. Agiert ein Bediener mit Wearables und einer Virtual-Reality-Brille räumlich getrennt, kann er die Bilder der Kamera in Echtzeit abrufen und verfolgen. So lässt sich der Roboter auch aus der Entfernung steuern.
KI: Wenn Maschinen lernen
Beim BionicWorkplace verarbeitet eine intelligente Software sämtliche Inputs der verschiedenen Peripheriegeräte. Aus allen diesen Informationen leitet sie den optimalen Programmablauf ab. Anschließend verteilt das System die Aufgaben sinnvoll auf den Roboter und die anderen Werkzeuge, um den Menschen optimal bei seiner Arbeit zu unterstützen. Mit jeder gelösten Aktion lernt das System dazu. Dabei entsteht eine so genannte semantische Karte, die kontinuierlich wächst. Entlang der Netzwerkpfade ziehen die hinterlegten Algorithmen permanent dynamische Schlussfolgerungen. So gelangt man von einem gesteuerten, programmierten und festen Ablauf nach und nach zu einem wesentlich freieren Arbeiten.
Safety & Security
Der BionicWorkplace veranschaulicht es deutlich: Der softwarebasierte Anteil von Safety-Lösungen wird immer größer, der Vernetzungsgrad immer höher und die Intelligenz der Maschinen nimmt zu. Das stellt die Safety-Techniker der Zukunft vor eine echte Herausforderung. Wie macht man Safety auch Secure? Das Thema Data-Security wird zunehmend in den Fokus rücken. Denn was nützen die besten Sicherheitsroutinen, wenn sie von einem Hacker ausgehebelt werden? Erst vor Kurzem berichteten die Medien, wie ein solcher „Experte“ die Navigation eines Linienflugzeugs durch das Bord-Unterhaltungssystem übernahm. Zum Glück hatte er jedoch keine bösen Absichten. Das Beispiel zeigt aber, wie wichtig das Thema Security wird, wenn wir der Technik unser Leben anvertrauen.
Normen, Daten, Technik
Industrie 4.0 und die Digitalisierung führen zu neuen und veränderten Berufsbildern. Manche sind bereits im entstehen, manche stehen noch in den Sternen. Davon könnten auch die Safety-Spezialisten der Zukunft betroffen sein. Sie müssen soziale Kompetenzen besitzen, sich sehr gut mit den gesetzlichen Vorgaben auskennen, technische Lösungskompetenz mitbringen und firm sein in Sachen Vernetzung und Security. Das könnte womöglich sogar irgendwann zu einer eigenen Berufsbezeichnung führen. Wie wäre es mit „Predictive Safety Expert“? Solch ein PSE könnte sich schon bald um alle Belange der Maschinensicherheit kümmern. Und wie wird man zum PSE? Die passenden Trainings dafür gibt’s bestimmt schon bald bei Festo Didactic. Meine Kollegen helfen ihnen gerne weiter.
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