On Cognitive Robot Woodworking in SMErobotics

This paper details and discusses work performed at the woodworking SME Mivelaz Techniques Bois SA within the SMErobotics FP7 project. The aim is to improve non-expert handling of the cell by introduction of cognitive abilities in the robot system. Three areas are considered; intuitive programming, process adaptation and system integration. Proposed cognitive components are described together with experiments performed

Soziotechnisches Assistenzsystem zur lernförderlichen Arbeitsgestaltung in der robotergestützten Montage

Dieser Beitrag der Zeitschrift Gruppe. Interaktion. Organisation. (GIO) widmet sich der lernförderlichen Gestaltung eines roboterbasierten Assistenzsystems für industrielle Montagetätigkeiten. Individualisierte Produkte, kleinere Losgrößen und beschleunigte Prozesse sind Aspekte des digitalen Wandels in der industriellen Fertigung und Teil des Leitbilds einer flexiblen Produktion. Mensch-Roboter-Kollaboration und wissensbasiertes Engineering sind aktuelle Ansätze, um diesen Anforderungen gerecht zu werden. Dieser Artikel stellt an einem Anwendungsbeispiel (Verdrahtung von Schaltschränken) einen ersten Ansatz vor, wie mittels wissensbasierter Technologien (v. a. Ontologien und deren logische Interpretation) Vorschläge zur Arbeitszuteilung zwischen Menschen und Robotern sowohl nach ökonomischen als auch nach Kriterien der humanen Arbeitsgestaltung automatisiert erstellt werden können. Zum einen können für jede Aufgabe ihre Anforderungen mit den individuellen Fähigkeiten und Stärken der Beschäftigten sowie mit denen des kollaborativen Robotersystems in einem Mixed-Skill-Konzept nach betrieblichen Kennziffern (z. B. Zeit, Qualität) abgeglichen werden, um sich so einem optimalen Produktionsablauf anzunähern. Zum anderen können dabei Aspekte einer humanen Gestaltung der Mensch- Maschine-Interaktion (MMI) berücksichtigt werden, die vordringlich mit Blick auf Lernförderlichkeit zusammengeführt werden. Lernförderlichkeit in der MMI setzt Zeit, Handlungsräume und förderliche Inhalte voraus und ist zugleich eine zunehmende Notwendigkeit, um vorausschauend auf den dynamisierten Wandel von Arbeit zu reagieren. Denn gerade mit dem Technikeinsatz ist ein starker Tätigkeitswandel in Richtung Entscheidungsträger und Problemlöser verbunden, der neben Qualifizierung und Weiterbildung auch niedrigschwelliger, arbeitsintegrierter Lerngelegenheiten bedarf. Gerade die kollaborative Robotik als Schlüsseltechnologie der flexiblen Fertigung macht es nötig, neue Konzepte für die Organisation des hybriden Zusammenwirkens von Mensch und Roboter zu entwickeln. Im Folgenden wird aufbauend auf den grundle- genden Ansatz das Konzept eines technischen Demonstrators vorgestellt, welches entlang eines empirischen Fallbeispiels entwickelt wurde. Die prototypische, technische Umsetzung basiert auf einer Arbeitsumgebung mit einem Roboterarm und zugehörigen Werkzeugen, formalen semantischen Beschreibungen der Fähigkeiten und Tätigkeiten von Menschen und Robotern sowie einer intuitiven Benutzeroberfläche, unter anderem für die individuelle Anpassung der generierten Arbeitszuteilungen

Empowering Workers in a Mixed Skills Concept for Collaborative Robot Systems

One aspect of digital transformation in manufacturing is the trend toward mass customization, which requires a more flexible production paradigm. Human-robot collaboration and knowledge-based engineering are approaches that meet these requirements. In our work, we combine them in our mixed skills concept that incorporates the strengths of human workers and robots. We assume that while the workplaces of many workers may change, they will continue to play a vital role due to their experience and flexibility. They can perform various types of tasks that are still beyond the capabilities of robots. Yet, their responsibilities may shift towards decision makers and problem solvers for robots. Our approach to facilitate such collaboration is to apply insights from social science regarding empowerment in the work context to determine design goals and potential solutions for collaborative robot systems. The technical implementation is based on semantic descriptions of relevant aspects of automation using OWL ontologies and intuitive user interfaces

SMErobotics : Smart Robots for Flexible Manufacturing

Current market demands require an increasingly agile production environment throughout many manufacturing branches. Traditional automation systems and industrial robots, on the other hand, are often too inflexible to provide an economically viable business case for companies with rapidly changing products. The introduction of cognitive abilities into robotic and automation systems is, therefore, a necessary step toward lean changeover and seamless human–robot collaboration. In this article, we introduce the European Union (EU)-funded research project SMErobotics (http://www.smerobotics .org/), which focuses on facilitating the use of robot systems in small and medium-sized enterprises (SMEs). We analyze open challenges for this target audience and develop multiple efficient technologies to address related issues. Real-world demonstrators of several end users and from multiple application domains show the impact these smart robots can have on SMEs. This article intends to give a broad overview of the research conducted in SMErobotics. Specific details of individual topics are provided through references to our previous publications