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Mensch-Roboter-Kollaboration: Risiko versus Nutzen

10. August 2017, von Günter Herkommer

MRK: Risiko versus Nutzen

Für produzierende Unternehmen ist die Montage meist der zeitaufwändigste Teil der Prozesskette und damit sehr kostentreibend. Gleichzeitig sind für viele Werker in der Montage monotone, physisch anstrengende Arbeitsschritte häufig sogar gesundheitlich belastend. Da hört es sich zunächst einmal wie eine perfekte Lösung für alle an: Flexible, sichere Roboter werden als Kooperationspartner eingesetzt, um Mitarbeiter zu entlasten und Zeit sowie Kosten zu sparen.

So einfach ist es aber offenbar nicht. „Nahezu jeder Roboterhersteller hat mittlerweile einen kollaborationsfähigen Roboter für die Mensch-Roboter-Kollaboration – kurz MRK – im Angebot; einen Roboter also, der nicht mit einem Sicherheitszaun vom Menschen getrennt werden muss, sondern wörtlich ,Hand in Hand‘ mit ihm zusammenarbeiten kann. Aber in der Industrie werden sie bislang noch kaum sinnvoll integriert“, so Sebastian Blankemeyer, Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Montagetechnik am Produk­tionstechnischen Zentrum der Leibniz Universität Hannover (PZH). Er verweist auf eine Datenerhebung des Instituts für Arbeitswissenschaften (IFaA) aus dem Jahr 2016, die gerade einmal von 100 MRK-Systemen in Deutschland spricht. Blankemeyer weiter: „Hans-Georg Krabbe, Deutschland-Chef von ABB, erklärte 2016, dass die kollaborativen Roboter weniger als 2% vom weltweiten Industrierobotermarkt ausmachen.“ Warum ist das so?

Diese Frage stellte auch eine Ausschreibung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung. Das Forschungsprojekt ‚SafeMate‘, das Sebastian Blankemeyer mit Assem Oubari und Dennis Pischke, zwei PZH-Kollegen aus dem Institut für Fabrikanlangen und Logistik (IFA), derzeit konzipiert und durchführt, wird in diesem Rahmen seit Anfang 2017 gefördert. Mit insgesamt neun Partnern aus der Industrie und anhand realer Szenarien wollen die drei Wissenschaftler einen Leitfaden entwickeln, der Unternehmen die Entscheidung erleichtern soll, einen kollaborationsfähigen Roboter einzusetzen und sie gegebenenfalls bei der Umsetzung unterstützt. Ende 2019 soll das Ergebnis vorliegen.

Extrem wichtig: Akzeptanz und Sicherheit

Wenn Unternehmen überlegen, ob MRK für sie eine Lösung sein könnte, beschäftigen sie sich vor allem mit zwei Themen – mit der Sicherheit und der Akzeptanzfrage. Letztlich sei es Blankemeyer zufolge immer eine Kosten-Nutzen-Abwägung: Wenn der Aufwand als sehr groß empfunden werde, die Sicherheit der Mitarbeiter zu gewährleisten, sei das ein starkes Argument gegen den Einsatz von MRK. Als mindestens ebenso hohe Hürde gelten allerdings mögliche Vorbehalte der Belegschaft, die mit den neuen nichtmenschlichen Kollegen zusammenarbeiten soll. Kurzum: „Wenn die Montage-Mitarbeiter MRK ablehnen, wird deren Einsatz scheitern“, so Blankemeyer.

Ähnlich äußert sich Assem Oubari. Sein Fazit, das er nach den ersten Mitarbeiter-Interviews für SafeMate ziehen kann: „Kaum jemand aus der Belegschaft sagt ,Wir finden das Klasse‘. Das sagen meist nur die Chefs und die Produktionsplaner“. Oubari sieht darin die Stimmung bestätigt, die er in seiner Zeit als Wirtschaftsingenieur in der Industrie wahrgenommen hatte – bevor er Anfang 2017 ans IFA kam, war er fünf Jahre bei Volkswagen beschäftigt.

Insgesamt fragen die Wissenschaftler in den beteiligten Partnerunternehmen ‚dreieinhalb Perspektiven‘ ab, wie Dennis Pischke erklärt: „Wir sprechen mit denjenigen, die mit den kollaborativen Robotern arbeiten sollen, mit den Produktionsplanern und den Entscheidern.“ Die ‚halbe‘ Perspektive geht auf das Konto des Betriebsrats, der auch einbezogen wird, aber letztlich ja die Position der Arbeiternehmer vertritt.

Warum ist Akzeptanz ein so großes Thema, wenn die kleinen kollaborativen Roboter die Arbeit in der Montage doch erleichtern sollen? Die Wissenschaftler nennen in ihrem Projekt-Steckbrief die Angst vor Verlust der Eigenverantwortung oder sogar des Arbeitsplatzes als den zentralen Grund. Für Sebastian Blankemeyer heißt das im Umkehrschluss: „Das Wichtigste ist, die Menschen so einzusetzen, dass sie eine vernünftige Aufgabe haben; dass sie etwas tun, das sie mehr fordert als ein Bauteil auf ein Förderband zu legen.“ Den Unternehmen müsse bewusst sein, dass die Einführung von Robotern von vielen Mitarbeitern als Bedrohung empfunden wird; schließlich sei allen klar, dass sich Veränderungen letztlich vor allem ökonomisch rechnen müssen und Effizienz daher oft vor dem Mitarbeiter-Interesse stehe: „Die Leute auf dem Shopfloor sagen: Wenn hier ein Roboter kommt, dann kommt auch ein zweiter, und dann bin ich weg.“

Wenn Unternehmen ein MRK-System einführen wollen – so das Fazit von Pischke und Oubari – müssen sie die Mitarbeiter von Anfang an in die Entscheidungs- und Gestaltungsphasen eines kollaborativen Arbeitsplatzes mit einbeziehen. „Wir brauchen einfache und anwendungsgerechte Methoden und Vorgehensweisen, um MRK-Arbeitsplätze mit den Mitarbeitern gemeinsam optimal zu gestalten.“ Der Sorge, dass kollaborative Roboter physisch eine Gefahr darstellen, lasse sich meist recht einfach begegnen: „Es ist nicht der kollaborative Roboter an sich, der Menschen gefährlich werden könnte“, erklärt Blankemeyer, fügt aber im gleichen Atemzug dazu: „Wenn ich ihm aber zum Beispiel ein Messer in die ,Hand‘ gebe, ist er in der Zusammenarbeit natürlich nicht mehr sicher“.

Später soll eine Checkliste die Unternehmen durch den Prozess führen, einen potenziellen MRK-Arbeitsplatz zu realisieren, unter anderem im Hinblick auf solche Sicherheitsaspekte. Den Projektverantwortlichen ist klar, dass sich weder ein solcher Leitfaden noch eine Checkliste erstellen lässt, indem man an seinem Schreibtisch nur darüber nachdenkt: „Wir wollen fünf sehr unterschiedliche reale Anwendungsfälle in der Umsetzung begleiten und daran sichtbar machen, wie ein solcher Prozess laufen kann.“

Neun Partner mit im Boot

Für diese beispielhaften MRK-Piloteinsätze konnte das Wissenschaftlerteam aus dem PZH fünf Anwendungspartner gewinnen: Sennheiser, Miele, LSG Sky Chefs, Lenze und Weidmüller. Jedes dieser Unternehmen möchte einen ­kollaborativen Montage-Arbeitsplatz schaffen und jedes hat ein ganz eigenes Anliegen. Die Branchen variieren dabei ebenfalls sehr, von den Consumer Electronics über die sogenannte Weiße Ware bis zum Catering. Das sei gut für den geplanten generischen Leitfaden, der unabhängig von einzelnen Anwendungsfällen gültige Aussagen treffen soll, es mit der entsprechenden Vielfalt aber auch erlaube, ergänzende Schlüsse zu ziehen – aus unterschiedlichen Per­spektiven und Branchen.

Zu den fünf Anwendern kommen vier kleinere Unternehmen hinzu – allesamt KMU –, die als sogenannte Befähiger das Forschungsprojekt voranbringen. „Wir haben Felder identifiziert, auf denen wir weitere Expertise in das Projekt holen wollten – und zwar die Felder Akzeptanz, Sicherheit, Ergonomie, Montagelogistik und Mensch-Maschine-Schnittstelle“, so Oubari. Die vier ‚Befähiger‘ – ATN aus Sachsen für die Systemintegration, Innotec aus Niedersachsen für die Sicherheitsfragen, LivingSolids aus Sachsen-Anhalt als Experten für virtuelle Montageprozesse und Youse aus Berlin zum Thema Akzeptanz und ‚user centered design‘ – werden sich bei den Pilotanwendungen beispielsweise um das Sicherheitskonzept, um die Schnittstelle zwischen Sensorik und Steuerung und um ein Akzeptanzmodell kümmern.

Zum Kick-off des Verbundprojektes SafeMate haben sich Anfang Januar alle Partner bei Sennheiser in der Nähe von Hannover getroffen, um das Gesamtprojekt durchzusprechen. Halbjährlich sollen diese großen Treffen stattfinden. Die inhaltliche Arbeit findet dann in kleineren, anwenderorientierten Workshops statt. Insbesondere die Zusammenarbeit zwischen Entscheidern und betroffenen Montage-Mitarbeitern sowie verschiedene dafür angewendete Methoden sollen entsprechend ausgewertet werden. Schließlich soll der Leitfaden am Ende auch Einführungsstrategien und Gestaltungskonzepte als Lösungsmuster enthalten.

Lernfabrik zeigt festen MRK-Arbeitsplatz

Parallel zum Leitfaden entsteht im Rahmen des Projekts ein weiterer Weg für Unternehmen, sich dem Thema MRK unverbindlich zu nähern. Dennis Pischke: „In unserer Lern­fabrik wird ein fester MRK-Arbeitsplatz entstehen und in die Schulungen eingebaut. Es wird Entscheidern und Mitarbeitern helfen, wenn sie Aspekte wie Sicherheit oder Akzeptanz dort ganz praktisch selbst erleben ­können.“

Die Lernfabrik des Instituts für Fabrik­anlagen und Logistik, die diesen MRK-Arbeitsplatz bekommen soll, bietet seit vielen Jahren unter anderem Schulungen zur Lean Production oder auch zu Industrie 4.0 an. „Mit den Fragen, die Mitarbeiter zur kollaborativen Zusammenarbeit haben, wird es ähnlich sein wie mit den Fragen zur Lean Production: Erst wenn man die Theorie wirklich selbst einmal in der Praxis erlebt und durchgespielt hat, entwickelt sich ein echter Bezug dazu.“

Wir bedanken uns bei der Redaktion von computer-automation.de für die Bereitsstellung des Artikels.