9. Cobots, Roboter und LCIA1

von Michaela G.

Nennen Sie die kennzeichnenden Merkmale eines Roboters.

Grenzen Sie den Begriff LCIA im Kontext der Automatisierung ein und nennen Sie wesentliche Aspekte der LCIA.

Abkürzung: Low Cost Intelligent Automation
Automatisierung mit geringen Investitionskosten
Intelligenz -> selbständige Fehlererkennung/-prüfung
Kombination menschlicher Fähigkeiten mit simplen technischen Mitteln
Technische Umsetzung oftmals direkt in Unternehmen mit einfachen physikalischen Prinzipien, z. B. Schwerkraft
LCIA: Prozess im Gesamtsystem betrachtet Automatisierung: punktuelle Betrachtung

Nennen Sie die primären Ziele der Automatisierung am Beispiel der Modellfabrik:

Steigerung der Produktivität -> Verbesserung des Verhältnisses von Ressourceneinsatz zu Output -> weniger Einsatz menschlicher Mitarbeiter durch Automatisierung -> Steigerung der Effizienz
Reduzierung von Fertigungszeiten -> z.B.: Einsatz von Akkuschraubern/automatischer Schraubeinrichtungen zur Reduktion der Fügezeiten
Entlastung des Menschen -> z.B.: Einsatz von Akkuschraubern senkt notwendige menschliche Kraftaufwendungen im Fügeprozess
Reduzierung der Kosten -> automatisches Kabelabisolieren und -ablängen kostengünstiger als der Einsatz menschlicher Ressourcen
Steigerung der Qualität -> automatisches Kabelabisolieren und -ablängen ermöglicht eine höhere Prozessqualität als der Einsatz menschlicher Ressourcen

Grenzen Sie Roboter und Cobots voneinander ab und nennen Sie wesentliche Unterschiede der Sicherheitsbestimmungen.

Cobots als Unterkategorie von Robotern: Collaborative robots (kollaborierende Roboter)
Diverse Sicherheitsanforderungen/ Richtlinien/Normen existieren sowohl für Roboter allgemein als auch speziell für Cobots[FL1]
Cobots eignen sich für die Zusammenarbeit mit Menschen, während Roboter vom Menschen gelöst agieren, woraus sich auch die zusätzlichen Sicherheitsbestimmungen ergeben, z. B.:
- i. Kollisionssicherheit -> Verhinderung der Kollision von Menschen und Cobot
- ii. Aktive Sicherheit -> Detektion anbahnender Kollisionen und kontrolliertes Beenden der Aktionen
- iii. Adaptive Sicherheit -> Detektion anbahnender Kollisionen und kontrollierte Adaption der Aktionen zur Verhinderung der Kollisionen

Nennen Sie die drei Kategorien von Schutzmaßnahmen gemäß ISO 12100 und geben Sie jeweils ein Beispiel.

Inhärent sichere Konstruktion -> Konstruktive Maßnahmen schließen potenzielle Gefährdungen aus -> Auslösesicherungen, Begrenzung der Kräfte und Momente
Technische Schutzmaßnahmen -> Schutzeinrichtungen verhindern direkte Kontakte des Menschen mit Gefahrenquellen -> Motor oder Schneidebereiche oft nicht direkt zugänglich
Informative Maßnahmen -> Gefahrenhinweise und konkrete Hinweise zum Arbeitsprozess mit der Maschine -> Warn- oder Bedienungshinweise

Nennen Sie drei Gründe, die gegen den Einsatz von Robotern im Unternehmen sprechen könnten.

Unterscheiden Sie die Zusammenarbeitsarten „Synchronisiert“ und „Kooperation“.

Geteilter Arbeitsbereich, aber unterschiedliche Zugriffszeitpunkte
- Synchronisiert -> zeitlich versetzte Bearbeitung desselben Werkstücks
- Kooperation -> gleichzeitige Bearbeitung unterschiedlicher Werkstücke

Geben Sie, bezogen auf die Modellfabrik, Beispiele für, unter den Gesichtspunkten LCIA, Roboter und Cobots, automatisierbare Montageschritte.

Kabelabisolieren/-ablängen durch automatische Abisoliermaschine -> Automatisierung (LCIA)
Schraubvorgänge durch automatische Schraubvorrichtung -> Automatisierung, Cobots/Robot)
Transport der Werkstücke zwischen Produktivitätseinheiten automatisieren
Aufspalten der Kabel und Einführen in Erdungselement bzw. Kontaktstifte -> Roboter (ohne menschliche MA), Cobots
Menschenfreie Prüfung der Werkstücke

Nennen und erläutern Sie die Sichten, die es bei der Anschaffung von Cobots zu bedenken gibt und beziehen Sie diese auf die Modellfabrik.

Funktionale Sicht -> Eigenschaften der Cobots und deren Anwendung -> welche Prozessschritte automatisierbar, welche funktionalen Eigenschaft muss Cobot erfüllen
Mensch-Interaktionssicht -> Komplexität und Aufwand von Mensch-Cobot Kommunikation, auch in Bezug auf die Programmierung -> inwiefern und inwieweit ist eine Interaktion zwischen Menschen und Maschine notwendig
Flexibilitätssicht -> Wandlungsfähigkeit und -komplexität der Cobots -> kann der Vorteil der Flexibilität von Cobots genutzt werden, gibt es eine ausreichende Anzahl ähnlicher Varianten?
Ökonomische Sicht -> Wirtschaftlichkeitsbetrachtung der Investition und Renditen -> Kosten-Nutzen-Verhältnis -> sinnvoller als nur Menschen, aber Grenzkosten von Cobots gegenüber Robotern oder anderen Automatisierungslösungen übersteigt in Steckerfabrik wahrscheinlich den Grenznutzen

Nennen Sie Vorteile des Einsatzes von Cobots und nehmen Sie anhand dieser Vorteile Bezug auf die Anforderungen kundengetriebener Märkte.

Entlastung der körperlichen Arbeiten der Mitarbeiter -> Kein besonderer Bezug auf kundengetriebene Märkte, sondern eher auf arbeitnehmergetriebene Arbeitsmärkte.
Flexibilität -> Flexibler Einsatz ermöglicht Herstellung verschiedenster (kundenspezifischer) Varianten und Produkte in derselben Produktivitätseinheit, was in kundengetriebenen Märkten hohe Wichtigkeit besitzt.
Beseitigung temporärer Engpässe -> Flexibilität ermöglicht Einsatz als „Springer“ zur Beseitigung temporärer Engpässe, welche durch die hohen Zeitspreizungen in variantenreichen Produktions- und Montagesysteme oft vorkommende und einflussreiche Nachteile sind. -> Einhalten geringer Lieferzeiten einfacher erreichbar

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vor einem Jahr