Die Zielsetzung
Teilautomatisierung unter Einsatz eines kollaborativen Robotersystems
Das Projekt CoboTank realisiert zur Unterstützung des Beladevorgangs von Tankschiffen im ersten Arbeitsstrang, eine Teilautomatisierung unter Einsatz eines kollaborativen Robotersystems, einem sogenannten Cobot.
So kann beispielsweise der jeweils richtige zur Be- und Entladung eingesetzte Schlauch vom Cobot gegriffen, über den Ponton hinweg transportiert und der Tankdeckel geöffnet werden, unmittelbar bevor der Schlauch an die Bordbesatzung übergeben wird. Ein Cobot ist ein Robotersystem, welches in Kooperation gemeinsam mit einem Menschen agiert und auch von diesem geführt wird.
Der Mensch wird dabei als Bediener physisch und psychisch entlastet und übernimmt nur noch planerische, führende und überwachende Aufgaben, während der Cobot die physisch anspruchsvollen, häufig repetitiv-monotonen oder riskanten Aufgaben – wie z.B. den Transport schwerer Lasten – präzise und sicher durchführt.
In der Anwendung zur Be- und Endladung von Tankschiffen weist der Bediener den teilautomatisierten Cobot an, die jeweiligen Aufgaben umzusetzen und nutzt hierzu ein intuitives Bedienkonzept – beispielsweise, indem er den Cobot über einen Griff führt. Dabei kann der Bediener schnell auf situative Änderungen reagieren und mit der Bordbesatzung interagieren. Eine Teilautomatisierung unter Einsatz eines Cobot verspricht:
- Eine Beschleunigung der Prozesse (efficiency),
- eine erhöhte Prozesssicherheit (security),
- eine bestmögliche Arbeitssicherheit (safety) und
- eine Verbesserung ergonomischer Aspekte (physisch und psychisch), (ergonomics).
Neben dem Cobot wird im zweiten Arbeitsstrang ein Roboterarm entwickelt, der einen vollständig automatisierten Betankungsprozess realisieren soll. Die Komplexität dieser Lösung macht jedoch eine umfangreiche Forschungsagenda notwendig. Weiterhin ist eine Umsetzung automatisierter Tankprozesse auf heutigen Tankschiffen aufgrund der Umgebungsverhältnisse und der geltenden Normen und Gesetze derzeit nicht möglich. Daher werden, aufbauend auf den Erkenntnissen des ersten Arbeitsstrangs zur Teilautomatisierung, zunächst die Konzepte zur Vollautomatisierung entwickelt und in einem skalierten Demonstrator im Forschungsumfeld umgesetzt. Die skalierte Umgebung erlaubt eine gefahrlose Erprobung innovativer Konzepte zu Steuerungstechnik, Bahnplanung, Umgebungserfassung und Navigation in der Anwendung des automatisierten Be- und Endladens von Tankschiffen. Zudem werden im Rahmen dieses Arbeitsstrangs auch Anforderungen an das Tankschiff und die weitere Umgebung erarbeitet und formuliert, welche die technische Umsetzung des automatisierten Be- und Endladens unterstützen. Parallel soll mit den Partnern die entsprechende Richtlinienarbeit vorbereitet werden.
Durch einen interdisziplinären Ansatz unter Einbeziehung von Ingenieuren, Psychologen und Betriebswirten wird die Wirksamkeit und Akzeptanz der Lösungen gleichermaßen sichergestellt.
Cobots gelten als „Kollegen aus Stahl“.
Cobots dürfen im Rahmen der Kooperation keine Gefährdung für den Menschen darstellen. Sie sind daher auf eine gemeinschaftliche Werktätigkeit mit dem Menschen ohne physische Absperrung oder Sicherheitsgehäuse ausgelegt. Ausgelegt mit intelligenten Algorithmen und Regelungsstrategien, können sie Gefahren für Bediener und Umgebung erkennen und den Bediener warnen oder gefährliche Bedienvorgaben (wie z.B. drohende Kollisionen) blockieren.
