Robotics

Scientific publication

Sicherheit in der Mensch-Roboter-Kollaboration - Risikobeurteilung und -minimierung

Publication from Robotics
Mechatronic Systems

TÜV Austria Holding AG, Dr Michael Hofbaur, Mathias Brandstötter, Andreas Schlotzhauer , Fraunhofer Austria Research GmbH

TÜV Austria White Paper II, Wien, 15.05.2017 , 5/2017

Abstract:

Das Thema Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) manifestiert sich zunehmend als ein Kernelement der Zukunftsvision Industrie 4.0, nicht nur in der Wissenschaft, sondern zunehmend auch in der Industrie: Neue, zur direkten Zusammenarbeit mit Menschen geeignete Roboter kommen in kurzen Abständen auf den Markt und in immer mehr Prozessen wurden bereits Mensch-Roboter-Kollaborationen implementiert und sind erfolgreich in Betrieb.

In der ersten gemeinsamen Publikation von TÜV AUSTRIA und Fraunhofer Austria wurden die grundlegenden, normativen Anforderungen an die Zusammenarbeit von Mensch und Roboter dargelegt, welche in die Entwicklung eines integrierten Safety & Security-Konzepts für die Mensch-Roboter-Kollaboration einfließen und zu berücksichtigen sind. In dieser zweiten Ausgabe der White Paper-Reihe wird nun die praktische Seite der funktionalen Sicherheit in der Mensch-Roboter-Kollaboration näher beleuchtet.

Nach Umsetzung eines MRK-Demonstrators in der Pilotfabrik Industrie 4.0 der TU Wien und der Entwicklung einer MRK Anwendung zusammen mit dem Unternehmen Magna Steyr Fahrzeugtechnik wird in der vorliegenden Ausgabe ein Einblick in die notwendigen Schritte zur Umsetzung einer Mensch-Roboter-Kollaboration in Bezug auf die Gewährleistung der funktionalen Sicherheit gegeben. Darüber hinaus wird ein Überblick über die wichtigsten technischen Hilfsmittel in der Beurteilung von Applikationen geliefert. Es wird deutlich, dass, neben technischen Mechanismen und aufwändigen Messverfahren, auch einfache konstruktive und organisatorische Maßnahmen zur Minderung der Gefährdungen in der Zusammenarbeit von Mensch und Roboter beitragen können. Einen entscheidenden Beitrag leistet dabei das Institut für Robotik und Mechatronik der JOANNEUM RESEARCH im Rahmen einer assoziierten Projektpartnerschaft.

Das übergeordnete Rahmenwerk zur Erzielung dieser Gefährdungsminderung ist die Risikobeurteilung, welche klaren Vorgaben folgt, die durch die EN ISO 12100 normiert sind. Im vorliegenden White Paper wird die Durchführung der Risikobeurteilung punktuell für die MRK-Anwendung in ihrem Ablauf dargelegt. Dies soll ein grundsätzliches Verständnis für Logik und Inhalte der strukturierten Risikobeurteilung liefern und damit einem der wesentlichen Umsetzungshindernisse der Mensch-Roboter-Kollaboration aus Sicht der Industrie, nämlich der Unsicherheit bei ihrer Durchführung, entgegenwirken. Gleichzeitig soll aber nicht über das notwendige, fundierte Erfahrungswissen bei der Identifizierung, Quantifizierung und Reduzierung von Risiken hinweggetäuscht werden, über welches Institutionen und Unternehmen verfügen, die die Durchführung von Risikobeurteilungen tagtäglich im Auftrag der Industrie unterstützen.

Um die steigende praktische Relevanz der Thematik weiter zu verdeutlichen werden einleitend zwei beispielhafte Applikationen von Mensch-Roboter-Kollaboration dargestellt - eine aus dem akademischen, sowie eine aus dem industriellen Umfeld Österreichs. Ein beispielhaftes Vorgehen für eine erste Wirtschaftlichkeitsbetrachtung von MRK-Anwendungen bei Einführungsvorhaben rundet diese Ausgabe der Publikationsreihe ab.