Bachelorarbeit BCLR-2020-09

Bibliograph.
Daten
Menzel, Kai: Modellierung und Bewertung der Sicherheitsverhalten eines MRK Arbeitsplatzes.
Universität Stuttgart, Fakultät Informatik, Elektrotechnik und Informationstechnik, Bachelorarbeit Nr. 9 (2020).
43 Seiten, deutsch.
Kurzfassung

Mensch-Roboter Kollaborationen (MRK), bei denen sich Mensch und Roboter einen gemeinsamen Arbeitsraum teilen, sind Teil des modernen industriellen Wandels. Sie ermöglichen den Einsatz von Robotern nicht nur für die automatisierte Massenproduktion, sondern auch für Produktionen, bei denen Flexibilität und Variantenvielfalt gefragt ist. Die flexiblen und wandelbaren MRK Roboter erfüllen nicht nur denWunsch nach Individualität, sondern erleichtern auch Arbeiten, die bis jetzt nur von Hand ausgeübt werden konnten. Doch aufgrund der engen Zusammenarbeit und den fehlenden Schutzabtrennungen ist das Verletzungsrisiko für den Menschen hoch. In einem gemeinsamen Arbeitsraum von Mensch und Roboter wird es zwangsläufig zu Situationen kommen, in denen der Mensch ungewollt mit dem Roboter kollidiert. Gefährdungen des Menschen müssen vermieden oder zumindest auf ein ein akzeptables Maß reduziert werden. Eine sehr gute Sicherheitskonfiguration ist daher unabdingbar. Die Sicherheitskonfiguration für den MRK-Arbeitsplatz ist komplex. Es gibt nicht den sicheren MRK Roboter oder die sichere Sensorik, die alle möglichen Sicherheitskonstellationen abdeckt. Der jeweilige MRK-Arbeitsplatz, also das individuelle Arbeitsumfeld, hat einen entscheidenden Einfluss auf die Sicherheitsanforderungen. Es bedarf in jedem Einzelfall einer sorgfältigen Risikoanalyse mit Risikoeinschätzung und -bewertung. Neben dem Anlagenbetreiber ist der Systemintegrator derjenige Verantwortliche, der auf der Basis einer Beurteilung aller Risiken die Sicherheitskonfiguration für den MRK-Arbeitsplatz erstellt. Der Systemintegrator benötigt dafür nicht nur gute Kenntnisse über den Stand der Technik und mögliche Gefährdungen, sondern er muss darüber hinaus auch mit allen maßgeblichen Richtlinien und Normen vertraut sein. Die Gestaltung eines MRK-Arbeitsplatzes unterliegt einem vielschichtigen nationalen und internationalen Regelwerk, das ständigen Erneuerungen unterworfen ist. Aufgrund der Komplexität der Aufgabe sind Systemintegratoren selten und teuer. Dazu kommt, dass ein MRK-Arbeitsplatz bei jeglicher Änderung eine neue Konfiguration benötigt. Die hohen Kosten einerNeukonfiguration entwerten denVorteil derAutomatisierung durch denMRK-Arbeitsplatz.Aus diesem Grund ist es notwendig, die Kosten und wenn möglich, sogar die Zeit einer Neukonfiguration möglichst gering zu halten. Nur so können die Vorteile der MRK Roboter voll genutzt werden. Diese Arbeit befasst sich mit einer Teilautomatisierung des Konfigurationsprozesses, mit Hilfe derer die Systemintegration kostengünstiger und schneller wird. Es wird eine Methodik entwickelt, welche aus einem ’Produkt-Prozess-Ressource-Gefährdung Modell’ eines Arbeitsplatzes ableitet, ob es mit den Sicherheitsfunktionen der Arbeitsplatzressourcen theoretisch möglich ist, eine Sicherheitskonfiguration dafür zu erstellen. Für die Sicherheit wird ein bestimmtes Verhalten des Roboters in der entsprechenden Situation vorgesehen. Dadurch werden bereits Rahmenbedingungen für die Konfiguration gesetzt und Verhaltensarten empfohlen. Diese Methodik arbeitet mit kleinen Gefährdungs- und Ressourcenpools, wird aber in ein erweiterbares Modell übersetzt. Für den praktischen Test ist eine Implementation der Methodik ein Teil der Arbeit.

Abteilung(en)Universität Stuttgart, Institut für Architektur von Anwendungssystemen
BetreuerLeymann, Prof. Frank; Wild, Karoline; Koch, Thomas
Eingabedatum9. Juni 2020
   Publ. Informatik