Arbeitsplätze der Zukunft mit integrierten intelligenten Exoskeletten für Logistik- und Produktionsprozesse in KMU (Exo4LogiProd)

Problemstellung
In komplexe Produktionsprozesse können körperlich schwere Tätigkeiten integriert sein, die nur schwer durch Automatisierung ersetzt werden können. Beispiele hierfür sind spezielle Hebetätigkeiten bei der Montage von Fensterbauteilen oder Über-Kopf-Tätigkeiten beim Schweißen in Zwangslage. Hier besteht die Möglichkeit, das bislang ungenutzte Potenzial von sogenannten Exoskeletten zu nutzen. Exo- oder Außenskelette sind Mensch-Maschinen-Systeme, die menschliche Intelligenz mit maschineller Kraft kombinieren, indem sie die Bewegungen des Trägers unterstützen oder verstärken.

Ziel
Das Ziel des Forschungsprojekts Exo4LogiProd ist die Identifizierung, Entwicklung und Anpassung von verfügbaren Exoskeletten an die Anforderungen der variantenreichen und ergonomisch anspruchsvollen Arbeitsplätze in KMU. Hierfür werden Exoskelette individuell an die Arbeitsplatzanforderungen angepasst. So können bei Mitarbeitern Belastungsverletzungen vermieden und gleichzeitig die Leistungsfähigkeit bis ins Alter gesteigert werden.

Vorgehensweise
Dazu werden verschiedene Arbeitsplätze von KMU analysiert und die körperlich „schwersten“ Tätigkeiten ausgewählt und weiter untersucht. Danach wird die detailgetreue Modellierung und Simulation der Arbeitsplätze angestrebt. Durch digitale Analysewerkzeuge erfolgen Handlungsempfehlungen, welche Exoskelette für den Einsatz in Frage kommen und welche Erweiterungen oder Anpassungen vorgenommen werden müssen – aus Sicht des Exoskeletts als auch des Arbeitsplatzes. Auf Basis der Simulationsergebnisse und den Handlungsempfehlungen sind die physischen Exoskelette an die ermittelten Arbeitsplatzbedingungen anzupassen. Diese werden in nachempfundenen Arbeitsplätzen an den Forschungseinrichtungen und in den beteiligen Anwendungsszenarien erprobt, validiert und im Bedarfsfall weiter angepasst.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Durch die innovativen Exoskelette können zukünftig Schweißarbeiten weniger belastend und qualitativ hochwertig durchgeführt werden. Die so erzielten Erkenntnisse münden in die Entwicklung neuer, übertragbarer Geschäftsmodelle für Hersteller und Nutzer von unterstützender Technik – z. B. in der Pflege. Die Ergebnisse werden in Form von strategischen Handlungsempfehlungen gezielt weiteren Akteuren aus dem Pflegebereich sowie privaten Dienstleistern und öffentlichen Trägern zugänglich gemacht.

• Eisenbau Heilbronn GmbH
• Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein
• German Bionic Systems GmbH
• Hochschule Reutlingen
• TMP Fenster + Türen GmbH