Publikation

Entwicklung eines kontextsensitiven, modularen Assistenzsystems für manuelle Tätigkeiten

Patrick Bertram

PhD-Thesis Technische Hochschule Kaiserslautern ISBN 978-3-18-304022-3 VDI Verlag GmbH 2020.

Abstrakt

Heutige am Markt verfügbare Assistenzsysteme zur Unterstützung manueller Tätigkeiten im Produktionsumfeld sind meist starr aufgebaut. Dies spiegelt sich häufig in unflexiblen Arbeitsplätzen wider, die Personen selbstbestimmtes Arbeiten verwehren, indem Arbeitsschritte und Abläufe vorgegeben werden und Anpassungen des Arbeitsplatzes nicht möglich sind. Selbst Systeme, die hochflexible Arbeitsaufträge bewältigen müssen, wie in der Losgröße 1 Produktion oder im Bereich der Reparatur und Nachbearbeitung von technischen Systemen, verfügen nicht über geeignete Unterstützungssysteme oder orientieren sich an den beschriebenen starren Lösungen. Aufgrund dieser Gegebenheiten ist das Ziel dieser Arbeit ein kontextsensitives Assistenzsystem zu schaffen, das sich flexibel und automatisch an die Arbeitsweise der nutzenden Person anpasst und eine einfache Adaption des Arbeitsplatzaufbaus ermöglicht. Hierzu werden bestehende Systeme aus Industrie und Forschung untersucht und als abstraktes Modell dargestellt. Aufbauend auf den dabei gewonnen Erkenntnissen wird eine angepasste Systemarchitektur und Funktionsweise für ein modulares, kontextsensitives Assistenzsystem entwickelt. Kernaspekt der Funktionsweise ist die Kombination eines deterministischen Anteils zur Prüfung der korrekten Bearbeitung und eines probabilistischen Anteils, der die Anpassung an den Arbeitsweg der nutzenden Person ermöglicht. In einer nachgelagerten Umsetzung am Handarbeitsplatz der SmartFactoryKL und mithilfe eines Reparaturszenarios wird ein Machbarkeitsnachweis für das entwickelte System geliefert sowie die Funktionsweise überprüft. Die Ergebnisse dieser Evaluation zeigen, dass die Realisierung eines modularen und adaptiven Assistenzsystems erreicht wurde, wodurch eine Nutzung in veränderlichen Arbeitsumgebungen und eine Unterstützung einer eigenbestimmten Arbeitsweise für manuelle Tätigkeiten möglich wird.

Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz
German Research Center for Artificial Intelligence