A Quick-Check to Evaluate Assembly Systems’ HRI Potential

Ermer, Ann-Kathrin; Seckelmann, Tatjana; Barthelmey, André; Lemmerz, Kai; Glogowski, Paul; Kuhlenkötter, Bernd; Deuse, Jochen

doi:10.1007/978-3-662-59317-2_13

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“…A good knowledge of the evaluated work system is a prerequisite. No other special prior knowledge is required [22,23].…”

Section: Evaluation Methods With the Scope Of Human-robot Collaborationmentioning

confidence: 99%

Assessing the Suitability of Automation Using the Methods–Time–Measurement Basic System

Jakschik,

Endemann,

Adler

et al. 2024

Eng

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Due to its high complexity and the varied assembly processes, hybrid assembly systems characterized by human–robot collaboration (HRC) are meaningful. Suitable use cases must be identified efficiently to ensure cost-effectiveness and successful deployment in the respective assembly systems. This paper presents a method for evaluating the potential of HRC to derive automation suitability based on existing or to-be-collected time data. This should enable a quick and favorable statement to be made about processes, for efficient application in potential analyses. The method is based on the Methods–Time–Measurement Basic System (MTM-1) procedure, widely used in the industry. This ensures good adaptability in an industrial context. It extends existing models and examines how much assembly activities and processes can be optimized by efficiently allocating between humans and robots. In the process model, the assembly processes are subdivided and analyzed with the help of the specified MTM motion time system. The suitability of the individual activities and sub-processes for automation are evaluated based on criteria derived from existing methods. Two four-field matrices were used to interpret and classify the analysis results. The process is assessed using an example product from electrolyzer production, which is currently mainly assembled by hand. To achieve high statement reliability, further work is required to classify the results comprehensively.

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“…A good knowledge of the evaluated work system is a prerequisite. No other special prior knowledge is required [22,23].…”

Section: Evaluation Methods With the Scope Of Human-robot Collaborationmentioning

confidence: 99%

Assessing the Suitability of Automation Using the Methods–Time–Measurement Basic System

Jakschik,

Endemann,

Adler

et al. 2024

Eng

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“…Necessary cabling, for example, will continue to be carried out by humans. Appropriate analyses can be used to determine the HRI potential of individual workstations [27].…”

Section: Application Conceptmentioning

confidence: 99%

Scalability of Assembly Line Automation Based on the Integrated Product Development Approach

Hoffmann

Weßkamp

Bleck

et al. 2022

Annals of Scientific Society for Assembly, Handling and Industrial Robotics 2021

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Product life cycles change, market developments and quantities are increasingly difficult to predict, as is the case in the production of charging stations. For these reasons, scalable assembly concepts with an adaptable degree of automation are becoming increasingly important. Currently, charging stations are still manufactured manually. With increasing quantities, however, manual production is no longer economical. New technologies such as lightweight robotics offer a great potential for making production more flexible in terms of quantity. At the same time, new challenges arise because these requirements must be taken into account from the very beginning of product development and process planning. Currently, there are no planning approaches and recommendations for action that take this into consideration. Therefore, the research project “Simultaneous product and process development of a charging station outlet module suitable for automation” (SUPPLy) develops an integrated, digital and simultaneous product and process development of a modular charging station suitable for automation. The aim of the project is to develop an assembly process which enables an economic production of charging stations in case of fluctuating sales figures. The focus is not only on changes in the production process but also on a product design that is suitable for automation. The paper presents the ideas on a conceptual level.

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“…Daher kann für diese Faktoren nur eine Abschätzung vorgenommen werden. Aus diesen Überlegungen heraus wurden die fünf Kategorien Bauteile, Zu-und Abführung, Verbesserungspotenzial, Sicherheit und Sonstiges mit je bis zu fünf Bewertungskriterien erarbeitet(Ermer et al 2019). , wobei ein Methodenniveau entsprechend des Systems vorbestimmter Zeiten MTM-UAS (Universelles Analysier-System) für die Serienfertigung empfohlen wird(Ermer et al 2019).Das erste Ergebnis des Quick-Checks ist ein Prozentwert für das Automatisierungspotenzial, das die Eignung jedes Teilprozesses hinsichtlich der Übernahme durch einen Leichtbauroboter angibt.…”

unclassified

“…Aus diesen Überlegungen heraus wurden die fünf Kategorien Bauteile, Zu-und Abführung, Verbesserungspotenzial, Sicherheit und Sonstiges mit je bis zu fünf Bewertungskriterien erarbeitet(Ermer et al 2019). , wobei ein Methodenniveau entsprechend des Systems vorbestimmter Zeiten MTM-UAS (Universelles Analysier-System) für die Serienfertigung empfohlen wird(Ermer et al 2019).Das erste Ergebnis des Quick-Checks ist ein Prozentwert für das Automatisierungspotenzial, das die Eignung jedes Teilprozesses hinsichtlich der Übernahme durch einen Leichtbauroboter angibt. Wird ein Teilprozess in drei von insgesamt 13 Kriterien mit null Punkten bewertet, wird der gesamte Teilprozess mit null Punkten bewertet und ist aufgrund des schlechten Aufwand-Nutzen-Verhältnisses nicht für eine Automatisierung geeignet.…”

unclassified

“…Check bei verschiedenen Anwendungspartnern innerhalb des Forschungsvorhabens KoMPI und bei verschiedenen Unternehmen eines Industriearbeitskreises angewendet. Das online frei verfügbare Werkzeug bietet einen einfachen Einstieg in den Bereich MRK und kann als Teil der Planungssystematik oder auch separat genutzt werden(Ermer et al 2019). Schritte, bei denen es sich um den Beginn der digitalen Planung des MRK-Arbeitssystems handelt, muss das ausgewählte Arbeitssystem -sofern noch nicht vorhanden -in ein Modell überführt werden, das in der Software "ema Work Designer" simuliert werden kann (Schritt 2).…”

unclassified

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Digitale Planung hybrider Arbeitssysteme – Planungsprozess am Beispiel einer Leichtbauroboter-Zelle

Deuse¹,

Barthelmey²,

Weßkamp³

2020

Mensch-Technik-Interaktion in Der Digitalisierten Arbeitswelt

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Die Entwicklung hin zu individualisierten Produkten stellt insbesondere den Hochlohnstandort Deutschland in Bezug auf die Variabilität in den Produktionsprozessen vor neue Herausforderungen (Delang et al. 2017). Diese können durch konventionelle Automatisierungslösungen aufgrund hoher Flexibilitätsanforderungen nicht bewältigt werden (Berg/Reinhart 2017). Ein großes Potenzial hingegen verspricht eine engere Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter, die bis zur Interaktionsform Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) ausgeprägt werden kann (Müller et al. 2019). Die zu diesem Zweck entwickelten Leichtbauroboter (LBR) rücken daher im Zuge der Digitalisierung und Industrie 4.0 verstärkt in den Fokus. Die Anwendungen solcher Systeme in der Industrie nehmen stetig zu, sind jedoch in den Unternehmen noch nicht flächendeckend verbreitet (Oubari et al. 2018; Selevsek/Köhler 2018). Als Gründe sind insbesondere aufwändige Planungsprozesse, die für einen wirtschaftlichen Einsatz von Arbeitsplätzen mit MRK heute noch zwingend erforderlich sind, zu nennen (Ranz et al. 2017). Eine im Rahmen des Forschungsvorhabens „KoMPI“ entwickelte digitale Planungsunterstützung für hybride Arbeitssysteme verkürzt diesen Planungsprozess (BMBF 2017). Die Basis der Planungsunterstützung bildet die Software „ema Work Designer“, welche ein realitätsgetreues Abbild von MRK-Systemen ermöglicht. Ziel der Nutzung einer digitalen Simulation ist die zielgerichtete Konzeption der Schnittstellen zwischen Mensch, Technik und Organisation. Auf diese Weise sollen die Stärken des Menschen wie Flexibilität, Kreativität und Sensitivität mit den Vorteilen des Roboters wie Kraft, Ausdauer und Präzision kombiniert werden, sodass ein sicheres und wirtschaftliches System entsteht. Die Planungsunterstützung ist in ein ganzheitliches Planungskonzept eingebunden, das alle Interaktionslevel von der Koexistenz bis hin zur Kollaboration berücksichtigt (vgl. Bauer et al. 2016). Zur Sicherung der Anwendungsfreundlichkeit und Eignung für KMU fand während der Entwicklung der einzelnen Schritte ein intensiver Austausch mit Anwenderunternehmen statt.

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A Quick-Check to Evaluate Assembly Systems’ HRI Potential

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Assessing the Suitability of Automation Using the Methods–Time–Measurement Basic System

Assessing the Suitability of Automation Using the Methods–Time–Measurement Basic System

Scalability of Assembly Line Automation Based on the Integrated Product Development Approach

Digitale Planung hybrider Arbeitssysteme – Planungsprozess am Beispiel einer Leichtbauroboter-Zelle

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