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Kognitive Produktionssteuerung: Auf der Suche nach dem Universalroboter

Roboter erledigen am Band jetzt schon viele Arbeiten. Allerdings müssen sie oft noch von Menschen kontrolliert und ihre Fehler ausgebessert werden. Wissenschaftler arbeiten daran, dass das in Zukunft nicht mehr so ist. Ziel ist ein selbstständig lernender Roboter für die Automobilindustrie.

Ein Bericht von Friedrich List veröffentlicht am
Industrieroboter, etwa in der Autoindustrie, können schon viel - bei weitem aber nicht alles.
Industrieroboter, etwa in der Autoindustrie, können schon viel - bei weitem aber nicht alles. (Bild: Sean Gallup/Getty Images)

Industrieroboter gelten oft als Arbeitsplatzvernichter. Aber beim Aufbau oder beim Umstellen einer Fertigungsstraße müssen Menschen ran. Sie müssen die teuren Maschinen neu programmieren sowie Fehler erkennen und beheben. Wie teuer das werden kann, erlebte Elon Musk beim Aufbau der Produktion des Tesla Model 3. Die Integration der teuren Roboter zu einer funktionierenden Produktionslinie blieb hinter Musks ehrgeizigen Zielen zurück, Produktionsziele wurden verfehlt. Bis heute arbeitet in seiner Gigafactory eine komplette Fertigungsstraße ohne Roboter, um Ausfälle aufzufangen.

Inhalt:
  1. Kognitive Produktionssteuerung: Auf der Suche nach dem Universalroboter
  2. Der Roboter lernt selbst
  3. Ein Montageband aus einzelnen Modulen
  4. Lernen, wie man eine Schraube eindreht

Die Antwort deutscher Experten auf derartige Probleme besteht darin, Roboter intelligenter zu machen. Wissenschaftler der Universität Stuttgart und des ebenfalls in Stuttgart ansässigen Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) arbeiten in der Forschungsfabrik Arena 2036 an der Entwicklung sogenannter kognitiver Produktionssysteme. Deren intelligente Maschinen sollen selbstständig lernen und sich selbst programmieren können.

Jedoch sind die selbstlernenden Roboter bislang erst im Versuchsstadium. Sie würden den Aufbau einer neuen Fertigung, schnelle Umstellungen oder größere Flexibilität bei den Produkten ermöglichen. Obwohl moderne Fertigungsstraßen stark automatisiert und vernetzt sind, arbeiten dort neben zahlreichen Produktionsrobotern weiterhin eine Menge Menschen. Viele ihrer Aufgaben lassen sich bislang nur schwer oder kaum automatisieren.

Das gilt etwa für die Einrichtung oder Umstellung einer Produktionsstraße. Heute dauert die Errichtung einer neuen Anlage von der Planung über die Programmierung bis hin zur Inbetriebnahme viele Monate. Danach fallen oft weitere Optimierungsarbeiten an, bis der Betrieb reibungslos läuft.

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Was ein Mensch intuitiv lernt, muss einem Roboter erst einprogrammiert werden. "Bis der Roboter zuverlässig funktioniert, vergeht viel Zeit, und die personalintensive Programmierung ist teuer", sagte Marco Huber der Zeitschrift Forschung Leben von der Universität Stuttgart. Huber leitet dort die Abteilung Kognitive Produktionssysteme des Instituts für Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb.

In einem kognitiven Produktionssystem programmieren sich die Roboter selbst. Sie lernen in einer Simulationsumgebung oder durch Imitation, welche Arbeitsschritte sie ausführen müssen. Daraus erzeugen sie dann ihre eigenen Ausführungsprogramme. Allerdings funktioniert diese Selbstprogrammierung erst unter Laborbedingungen in Teilbereichen wie der Objekterkennung.

Ziel der Arbeit in der Versuchsfabrik ist jetzt, diese Erkenntnisse in die Praxis zu übertragen.

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Der Roboter lernt selbst 
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thinksimple 06. Nov 2019 / Themenstart

Würde er gar nicht anfangen zu arbeiten. Dieser Gedanke des Maschine that build the...

ibsi 06. Nov 2019 / Themenstart

Aber es ist der richtige Weg. Weg vom Arbeiten. Maschinen bauen und wir nutzen...

qq1 06. Nov 2019 / Themenstart

Ne du, behalt mal schön deinen job.

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