Mit 3D-Sensor Arbeitsplatz per Gesten steuern

18.01.2016 12:28

Mit 3D-Sensor Arbeitsplatz per Gesten steuern

Menschen entwickeln im Laufe ihres Arbeitslebens ein breites Spektrum an vielfältigen Erfahrungen und routinierten Fertigkeiten. Durch körperliche Veränderungen im Alter kann es allerdings dazu kommen, dass feinmotorische Bewegungsabläufe bei Handmontageprozessen an Präzision verlieren. Mit neuartigen intelligenten Arbeitsplätzen können die älteren Spezialisten jedoch weiter mit Engagement und Freude in der Produktion tätig sein.

activTool  - Werkzeuge für ältere Arbeitnehmerinnen und Arbeitnehmer in der Produktion:

Furtwangen, .. – Im Rahmen der BMBF-Fördermaßnahme mit dem Schwerpunkt „Mensch- Technik – Interaktion für den demografischen Wandel“ entwickelt die IEF-Werner GmbH aus Furtwangen zusammen mit dem Fraunhofer-Institut und weiteren Projektpartnern den Arbeitsplatz der Zukunft. „Bei „activTool“ geht es darum, beispielsweise behinderten Menschen den Eintritt in das Arbeitsleben zu erleichtern oder die Arbeitsumgebung an die Bedürfnisse älterer Mitarbeiter anzupassen“ – berichtet Manfred Meyer, Leiter der Abteilung Neue Technologien vom Schwarzwälder Maschinenbauer IEF-Werner. Dafür wird ein intelligenter Arbeitsplatz konzipiert, der die Bewegungen des Werkzeugs, des Werkstücks sowie eine Armauflage aktiv zueinander koordiniert. Sensoren erfassen unter Berücksichtigung des Datenschutzes lokal am Arbeitsplatz die Bewegungsmuster des Menschen und steuern automatisch das Arbeitsplatzsystem entsprechend seiner feinmotorischen Bewegungen.

„Wir entwickeln erstmals eine umfassende und zukunftsgerichtete Lösung, die durch eine optimal vereinfachte Bedienung dazu beiträgt, die Qualität im Arbeitsalltag zu steigern“, erklärt Meyer. Arbeitnehmer mit motorischen Einschränkungen können dank dieser intelligenten Arbeitsplätze weiterhin Präzisionsarbeiten ausführen und ihre wertvollen Fähigkeiten in den Wertschöpfungsprozess einbringen. Darüber hinaus können derartige High-Tech-Arbeitsplätze auch Spezialisten unterstützen, die besonders diffizile Montagetätigkeiten sehr genau ausführen müssen.

Ähnliche Arbeitsplätze kommen schon heute in Nischenbranchen zum Einsatz – zum Beispiel bei der Herstellung hochpreisiger mechanischer Qualitätsuhren, die Mitarbeiter in akribischer Handarbeit fertigen. Auf die Erkenntnisse des BMBF-Projekts stützt sich das Konzept von IEF-Werner. Die erfahrenen Konstrukteure haben dazu einen intelligenten Arbeitsplatz entwickelt. Dieser eignet sich insbesondere bei komplexen Montageaufgaben, die nur händisch durchgeführt werden können und der Werker dazu beide Hände gleichzeitig benötigt. Die sogenannte smartBENCH (engl. smart für intelligent; BENCH abgeleitet von „workbench“, für Werkbank) kann derzeit bis zu zwölf unterschiedliche Bauteile bereitstellen. Der Teilespender ist durch eine Glasplatte abgedeckt. Somit ist nur ein Fach für die Entnahme offen. Die Montageplattform, die im Zentrum des Arbeitsplatzes eingebaut ist, lässt sich in drei Richtungen bewegen (XYZ-Tisch). Das Teilemagazin sowie die Montageplattform kann der Mensch steuern, in dem er seinen Kopf minimal bewegt. Ein handelsüblicher 3D-Scanner überwacht permanent seine Kopfposition. Lediglich die Andeutung einer Bewegung reicht aus, um die Montageplattform in eine bestimmte Richtung zu bewegen, anzuheben oder das Teilemagazin dazu zu bringen, ein bestimmtes Teil bereitzustellen. „Der Einsatz von Google Glass oder eines Neigungssensors am Kopf haben wir aus hygienischen Gründen verworfen. Denn beim Wechsel des Bedienpersonals müsste erst das System desinfiziert werden“, sagt Meyer. Daher setzt IEF auf eine vollständig berührungslose Steuerung. Die Montageplattform lässt sich zudem mit einem Mittendurchlass ausstatten. Durch diesen kann beispielsweise eine Kamera blicken und so die Lage des Bauteiles erfassen, die der Arbeiter gerade in der Hand hält. Mit diesen Informationen kann die Montageplattform – quasi von selbst – an die Position manövriert werden, an der der Arbeiter das Bauteil montieren soll.

Ein weiteres Einsatzgebiet für intelligente Arbeitsplatzsysteme ist E-Kanban. Kanban ist eine Methode der Produktionsprozesssteuerung (PPS) mit dem Schwerpunkt auf Materiallogistik. Solche Produktionssysteme sind wegen ihrer Komplexität und Variantenvielfalt häufig auf starken Einsatz von Informationstechnologie angewiesen. „Ist dies der Fall, spricht man von E-Kanban“, erläutert Meyer.  Das intelligente Arbeitsplatzsystem lässt sich dabei direkt vom PPS-System steuern. Damit erfolgt die Bereitstellung der Bauteile immer in der richtigen Reihenfolge.  Derart ausgerüstete Systeme berücksichtigen zudem die Arbeitsplatzergonomie. Hierbei wird der Arbeitsplatz an denjenigen Mitarbeiter angepasst, der die betreffende Montageaufgabe durchführt. Die ergonomische Anpassung erfolgt, indem das Höhenniveau der Tischplatte entsprechend verändert wird. Diese Bewegung erfolgt hydraulisch oder motorisch. 

Intelligente Arbeitsplatzsysteme sind derzeit sicherlich noch Randerscheinungen. Jedoch darf unabhängig vom demografischen Wandel, der unbestritten noch für viele Veränderungen sorgen wird, eines nicht vergessen werden: Der Mensch wird gebraucht, denn er ist den heutigen Formen „künstlicher Intelligenz“ haushoch überlegen. Ein Ziel der technologischen Entwicklung unserer Gesellschaft sollte daher sein, menschliche Eigenschaften wie Kreativität, Flexibilität, Neugier, Ideenreichtum, Toleranz und Einfühlungsvermögen als unbezahlbare Unternehmenswerte zu erkennen und so lange wie möglich zu erhalten. Intelligente Arbeitsplatzsysteme wie smartBENCH von IEF-Werner tragen dazu bei, dieses Ziel zu erreichen.