Der smarte Schraubassistent und zwei „echte Käpsele“

Wer wie ich in Schwaben wohnt, weiß, was ein Käpsele ist. Schließlich ist das eines der höchsten Komplimente, das in Schwaben vergeben werden kann. Die Bedeutung davon im Nachschlagewerk für alle Nicht-Schwaben: ein geschickter Mensch. Auch intelligent und erfindungsreich.

Aber als mich mein Kollege Matthias Reichenbach anruft und mir begeistert den „smarten Schraubroboter“ als Thema für unsere Werks-Kommunikation vorschlägt, muss ich passen. Matthias Reichenbach ist Teamleiter in der Technologiefabrik Aufbauwerke und versucht mir das Thema schon mal am Telefon näherzubringen: „Wir wollten die Kollegen mit einem Leichtbauroboter unterstützen, der so einfach programmierbar wie ein Smartphone ist.“

Einige der Schrauben sind „verliergesichert“. Das heißt sie sind durch eine Buchse gesichert, so dass sie nicht herausfallen können“, erklärt Mehmet Sahin.

Na, für manche stellt schon die Bedienung eines Handys eine Herausforderung dar, denke ich noch kurz. „Die Kollegen Simon Smarslik und Mehmet Sahin haben das Programm auf Herz und Nieren überprüft und viel weiter vorangetrieben, als für diese Entwicklungsphase gedacht war. Die beiden sind einfach intuitiv an die Sache rangegangen. Das war echt klasse!“. Aha, zwei echte Käpsele also. Jetzt bin ich wirklich gespannt auf die Geschichte.

Mensch-Roboter-Kooperation

Um mir das technische Grundverständnis für das Programm anzueignen, treffe ich mich zuerst mit Matthias Reichenbach und Matthias Schreiber, dem Projektleiter Technologiefabrik Aufbauwerke. Matthias Schreiber erklärt mir den Hintergrund des Projekts:

„Wir treiben die Kooperation Mensch-Roboter weiter voran. Der Roboter soll ein Assistent des Menschen sein und zu seiner Entlastung dienen. Da ein menschlicher Assistent auch die Sprache seines Arbeitgebers spricht, sollte auch der Assistenzroboter dieselbe Sprache wie der Mensch beherrschen.“

„Die Mitarbeiter vor Ort sollen direkt auf den Robi einwirken können und ihm auch ohne Programmiererfahrung Befehle geben können“.

Dafür setzen die Kollegen eine Beta-Version ein, die alle zwei Wochen verbessert wird. Durch die Tests der Mitarbeiter fließen insbesondere die praxisnahen Rückmeldungen in die Weiterentwicklung des Programmes ein. Matthias Schreiber erklärt mir den Grund dafür: „Gemeinsam mit Daimler TSS, einer Daimler-Tochter, die IT-Dienstleistungen anbietet, haben wir uns Gedanken über die Zielpersonen gemacht, die letztendlich mit dem Robi arbeiten: Werker in der Montage.

Auch ältere Mitarbeiter haben ein Smartphone und können damit umgehen. Die jüngere Generation sowieso. Die App zur Bedienung des Roboters wollten wir einfach und intuitiv verständlich machen, damit sie jeder handhaben kann. Man soll in drei Schritten zur App kommen und dann selbst den Roboter Befehle geben zu können.“

Im Praxistest

Matthias Schreiber zeigt mir den Vorgang. Er nimmt das Tablet und macht ein Foto vom Bauteil, das der Roboter bearbeiten soll. Darauf kann man die Schrauben gut erkennen. Ich soll dann dem Leichtbauroboter mitteilen, dass er genau diese festschrauben soll. Na, mal sehen, ob das so einfach funktioniert.

Matthias Schreiber zeigt am großen Bildschirm, wie die Darstellung auf dem Tablet aussieht. Gut erkennbar die drei gekennzeichneten Schrauben.

In der App kann ich zwischen verschiedenen Funktionen für den Robi wählen. Er kann schrauben und testen und hat sogar einen Hilfebutton. Wenn man mal nicht weiter weiß, findet man hier Videos im YouTube-Stil. Ich wähle „Schrauben“. Damit er weiß, dass er jetzt losgeht, muss ich den Robi berühren

Am Anfang stelle ich mich zu zaghaft an. Es müsste schon ein kräftigerer Klaps sein, meint Matthias Schreiber lachend. Na, so geht man aber nicht mit dem Kollegen um, denke ich mir. Fasse dann aber doch fester zu. Und schon erwacht der Robi aus seiner Starre und lässt sich nun federleicht zur Schraube dirigieren. Solche Kollegen hat man doch gerne!

Dort angekommen, ist der Schraubroboter wie ein herkömmlicher Schrauber zu handhaben. Also schraube ich die erste Schraube fest und drücke kurz den Kopf „Position übernehmen“, damit der Robi weiß, dass er hier fertig ist. Dann das gleiche Spiel bei der nächsten und übernächsten Schraube. Danach schiebe ich den Roboter wieder in seine Ausgangsposition und drücke lange den Knopf „Position übernehmen“. Damit wird die Eingabe beendet und das Programm steht.

Auf dem Display des Tablets tauchen drei Schraubensymbole auf. Diese lassen sich dann auf dem Foto den wirklichen Schrauben zuordnen. Das hilft der Mitarbeiterin oder dem Mitarbeiter, die einzelnen Schraubvorgänge zu erkennen. Das Programm zeigt, ob die Schraube schon fest geschraubt ist mit grüner Markierung, oder wenn eine Störung vorliegt mit roter Farbe an. Der Roboter kann auch Fehler machen, dabei zerstört er aber nichts. Er stoppt, sobald er etwas berührt.

Ich gebe dem Roboter wieder einen Schubs und er legt mit seiner Arbeit los. Wie von Geisterhand geführt schraubt er jede der drei Schrauben akkurat fest. Das hat echt gut funktioniert! Und ging leichter als gedacht. Ich bin ganz schön beeindruckt über die Programmierarbeit von Matthias Schreiber und seinen Kollegen.

Von der Entwicklung in die Praxiserprobung

Voller Begeisterung eile ich zum Termin in die Anlauffabrik Motoren in Untertürkheim. „Um das Programm zu testen, sind wir vor Ort in die Anlauffabrik Motoren gegangen. Hier sind die Experten für die Motoren und die spätere Serienproduktion“, erklärt mir Matthias Reichenbach. „Und hier wird seriennah simuliert. So haben die Kollegen das Programm von der Beta-Version zum serientauglichen Montageprozess weiterentwickelt.“

von links: Ulrich Schmieg und Sebastian Seitz demonstrieren den Einsatz des Schraubassistenten.

Ich frage mich, wie sie das wohl geschafft haben. Enrico Knobloch, ein weiterer Kollege, erklärt mir: „Wir sind Maschinen- oder Systemführer, Techniker sowie Prozessoptimierer und waren zuvor in Motoren-Produktionsbereichen tätig. Deshalb sind wir als Team prädestiniert für diese Art der Verfahrensentwicklung“. Sebastian Seitz fügt hinzu:

„Durch dieses Praxiswissen hat man Vorteile, die man im Studium nur schwer erlangen kann“

Beeindruckend wie ich finde.

Dann stehe ich dem „Käpsele“ Simon Smarslik gegenüber. Er ist Lead-Monteur von Erprobungsaggregaten für die Entwicklung und hat die App vorangetrieben. Freundlich und unkompliziert erklärt er mir: „Wir sollten an einem Ölwannenoberteil testen, wie funktionstüchtig die App schon ist. Ich dachte mir, es nur an einem Teil zu überprüfen, macht nicht so viel Sinn. Denn jedes Teil ist anders zugänglich beim Verschrauben.

Deshalb hatten wir bei unseren Überprüfungen und Verbesserungsvorschlägen immer die anschließende Serienproduktion im Hinterkopf. Die Kollegen in der Technologiefabrik Aufbauwerke waren dann ziemlich überrascht, wie schnell und gründlich wir das Programm weiterentwickelten.“

Für die Zukunft gerüstet

Na das glaube ich gern. Anstatt nur das Ölwannenoberteil mit 19 unterschiedlichen Verschraubungen in das Programm einzuarbeiten, haben Simon und Mehmet zusätzlich noch das Kurbelgehäuseunterteil, den Steuergehäusedeckel und das Ölwannenunterteil eingearbeitet. Insgesamt 69 Verschraubungen waren das.

Dabei müsst ihr euch vorstellen: Jedes Bauteil hat unterschiedliche Schraubparameter und unterschiedliche Schrauben mit verschiedenen Längen und Durchmessern. Jeder, der schon mal ein Regal von einem schwedischen Möbelhersteller zusammengebaut hat und dabei nur mit zwei verschiedenen Schrauben sowie einem Inbusschlüssel an den Rand der Verzweiflung getrieben wurde, kann sich die Komplexität der Aktion vorstellen.

Auch Sebastian Seitz, Teamleiter Anlauffabrik Motoren, ist ganz schön beeindruckt: „Die jungen Kollegen haben nicht nur Verbesserungsvorschläge zur Software, sondern auch zur Hardware gemacht. Nicht nur die Anzahl der Vorschläge, sondern auch die Qualität der Verbesserungen waren sehr beeindruckend. Die Kollegen aus der Technologiefabrik Aufbauwerke kamen aus dem Staunen gar nicht mehr heraus.“

Simon Smarslik und Mehmet Sahin brachten die Kollegen aus der Technologiefabrik zum Staunen.

Innerhalb der ersten Tage haben Mehmet und Simon also Vorschläge erarbeitet und weitergegeben, die die Kollegen erst nach ein bis zwei Monaten erwartet hatten. Dadurch verbesserten sie die Umsetzung dieser App für die Serienreife.

Auf die Frage nach dem Umgang und der Zusammenarbeit mit Roboter antwortet Mehmet Sahin beeindruckend schnell und druckreif: „Die Zukunft braucht Flexibilität. Wenn wir in der Zukunft mithalten wollen, dann sollten wir flexibel sein.“ Sein Kollege Simon Smarslik fügt hinzu:

„Der Schraubassistent soll uns unterstützen und nicht die Belegschaft ersetzen. Wir arbeiten zusammen. Sozusagen Hand in Hand!“

Die zwei sind einfach echte Käpsele.


Information zum Projekt:

Das Programm wurde in der Zukunftsfabrik ARENA2036 e.V. gemeinsam mit den Entwicklergeber Daimler TSS erdacht.


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Sie ist Kommunikatorin in der Internen Kommunikation, betreut das Werk Untertürkheim sowie im internen Mitarbeiterportal den Stuttgart Channel und kann nun auch Schraubassistenten abklatschten.

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