Wandlungsfähige und angepasste Automation in der Automobilmontage mittels durchgängigem modularem Engineering -Am Beispiel der Mensch-Roboter-Kooperation in der Unterbodenmontage-

Abstract

Die Automobilindustrie steht vor Herausforderungen durch verkürzte Lebenszyklen, wachsende Vielfalt und schwankende Märkte. Hersteller benötigen eine anpassungsfähige Produktion mit intelligenter Kombination aus Automatisierung und Handarbeit. Neue Technologien wie cyberphysische Systeme (CPS) und Mensch-Roboter Kooperation (MRK) bieten sich als Lösungen an. Aufgrund hoher Komplexität und anwendungsspezifischer Lösungen ist die Umsetzung aufwändig und schränkt Wiederverwendbarkeit und Anwendungsbereich ein. Der gezeigte Ansatz besteht darin, das Potenzial angepasster Automatisierung zu nutzen, um Produktivität und Qualität zu verbessern mit gleichzeitiger Wandlungsfähigkeit. Die entwickelte Methodik beschreibt einen durchgängigen Prozess von der Montageplanung bis zur technischen Realisierung. Ein einheitliches Datenmodell ermöglicht die Zuordnung von Prozessanforderungen zu ausführbaren Ressourcenmethoden, die aus einem modularen System konfiguriert sind. Diese Ressourcen sind als physische und cyber Komponenten integriert, was einfache Rekonfiguration ermöglicht. Die Beschreibung der Arbeitsaufgaben des Systems als Workflow Liste ermöglicht eine flexible Prozessanpassung. Aufwändige Programmierung wird durch Parametrierung von wiederverwendbaren Modulen in Kombination mit angepasster Aufgabenbeschreibung ersetzt. In der Praxis zielt die Methodik darauf ab, kürzere Planungszeiten zu erreichen sowie den Einsatz von CPS in der angepasst automatisierten Montage zu erleichtern.

The automotive industry faces challenges due to shortened lifecycles, growing variety and fluctuating markets. Manufacturers require an adaptable production with an intelligent customized combination of automation and manual labour. Novel technologies like cyber-physical systems (CPS) and human-robot collaboration (HRC) evolved as solutions for this demand. Due to high complexity and application specific solutions, the implementation process causes large efforts. This limits the scope of application and reusability. A consistent cross-disciplinary planning approach is missing. The approach is to use the potential of customized automation to improve productivity and quality while maintaining flexibility and versatility. A methodology was developed to describe an integrated process from assembly planning to technical realization. A uniform data model allows assignment of process requirements to executable methods of resources, configured from a modular system. These resources are integrated as physical and cyber components, allowing easy reconfiguration. The description of the system’s work tasks as a workflow-based work list allows a flexible adaptation of process steps. Elaborate programming efforts are replaced by parameterization of reusable modules in combination with an adapted task description. In practical application, the methodology aims to achieve shorter planning periods by consistency and reusability, as well as easier use of CPS in customized automated assembly.