Roman Herrmann, M. Sc. Dipl.-Inf. Jens Hegenberg Daniela Ziegner, M. Sc. Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ludger Schmidt

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Harry Falk
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1 Mensch-Roboter-Interaktion in einem Boden-Luft-Servicerobotiksystem für die Inspektion industrieller Druckluftversorgung und Verbesserung von Arbeitsumgebungsfaktoren Roman Herrmann, M. Sc. Dipl.-Inf. Jens Hegenberg Daniela Ziegner, M. Sc. Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ludger Schmidt Fachgebiet Mensch-Maschine-Systemtechnik Universität Kassel Mönchebergstraße 7, Kassel

Motivation Situation in Produktionsunternehmen Druckluftleckagen - Druckluft ist teuerster Energieträger - Verlustraten von 20 % bis 50 % - Bisher weitgehend vernachlässigt Druckluft Wärmeversorgung

2 Motivation Situation in Produktionsunternehmen Druckluftleckagen - Druckluft ist teuerster Energieträger - Verlustraten von 20 % bis 50 % - Bisher weitgehend vernachlässigt Druckluft Wärmeversorgung Lüftungsanlagen 1 bis zu 50% bis zu 30% bis zu 25% Arbeitsumgebungsfaktoren Energieeinsparpotenziale bei Querschnittstechnologien 1 - Beleuchtung, Klimafaktoren (Temperatur, Windgeschwindigkeit, Luftfeuchte), Lärm müssen regelmäßig gemessen werden - Heizung und Lüftung: 10 % bis 20 % des elektrischen Energieverbrauchs im Unternehmen, meistens Überbelüftung - Verbesserung der Arbeitsbedingungen über Arbeitsschutzvorschriften hinaus möglich 1 Deutsche Energie-Agentur (dena): Energieberatung in Industrie und Gewerbe - Broschüre. Berlin, 2010 S. 7

3 Boden-Luft-Servicerobotiksystem 2

4 Vorgehen 3 Anwendung eines benutzerzentrierten Gestaltungsprozesses Lösungskonzepte und deren prototypische Realisierung Anforderungsanalysen Evaluation

Anforderungsanalyse Prüfung von Druckluftanlagen Status Quo Leckagesuche mit einem Ultraschall-Handmessgerät (Fernmessung) Keine automatische Lokalisierung Sporadische Prüfung Leitungen sind

5 Anforderungsanalyse Prüfung von Druckluftanlagen Status Quo Leckagesuche mit einem Ultraschall-Handmessgerät (Fernmessung) Keine automatische Lokalisierung Sporadische Prüfung Leitungen sind verdeckt / in großer Höhe 4 Leckagen-Geräusch im Ultraschallbereich Bedarf Einfachere und schnellere Inspektion Inspektionen in unzugänglichen Bereichen Messgerät mit Ultraschallmikrofon und Messanzeige

6 Anforderungsanalyse Messung von Arbeitsumgebungsfaktoren 5 Status Quo Punktuelle und arbeitsplatzbezogene Messungen von Beleuchtung, Klimafaktoren, Lärm Bedarf Vollständige Kartierung Kurzfristige Überprüfung bei Beschwerden der Belegschaft Ermittlung von Schallspitzen

Messungen in unzugänglichen Bereichen Messung Arbeitsumgebungsfaktoren

7 Lösungskonzept Kooperierendes Servicerobotiksystem 6 Ziele Einfachere und schnellere Inspektion und Lokalisierung Flächendeckende Messungen Messungen in unzugänglichen Bereichen Messung Arbeitsumgebungsfaktoren Messung Ultraschall / Druckluftleckage Tracking des Flugroboters mit Stereokamerasystem

8 Lösungskonzept Leitstand 7 Als Bildschirmarbeitsplatz Als Montagearbeitsplatz

9 Leitende Kontrolle 8 Planung Überwachung Teleoperation Dokumentation Maßnahmen

10 Planung einer Inspektion Zusammenstellen von Inspektionsaufgaben in der Planungsansicht, z. B. Druckluftleck an vorgegebener Raumposition suchen Messungen von Arbeitsumgebungsfaktoren Vorgabe von Sperrbereichen 9 Planung Überwachung

11 Überwachung der Ausführung Statusvisualisierung in Überwachungsansicht Videobilder und dynamische Zustandsinformationen Bildschirmarbeitsplatz und Durchsicht-Datenbrille mit AR-Einblendungen 10 Planung Überwachung Teleoperation - Flugkorridor - Messpunkte - Sperrbereiche

körpergekoppelte Steuerung Prototypische Realisierung

12 Teleoperation Flugroboter Test von alternativen Steuerungsmöglichkeiten Gestendefinition bzw. körpergekoppelte Steuerung Prototypische Realisierung Evaluation der Gebrauchstauglichkeit 11 Überwachung Teleoperation Dokumentation

13 Dokumentation der Ergebnisse 12 Automatische Erstellung eines Inspektionsberichts Liste der Ergebnisse aller ausgeführter Inspektionsaufgaben Umfang konfigurierbar Teleoperation Dokumentation Maßnahmen

14 Ausblick 13 Realisierung der Hard- und Softwarekomponenten Evaluation im Anwendungsszenario Weiterführende Informationen: Das diesem Vortrag zugrundeliegende Vorhaben wurde mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung, und Forschung unter dem Förderkennzeichen 01IM12007G gefördert. Die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung liegt beim Autor.

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