Mensch-Technik-Interaktion

Mit bedienerseitigen Eingriffsmöglichkeiten erlauben semi-autonome Systeme eine bessere Bewältigung auftretender Komplexitäten als vollautonome Systeme. Der Einsatz eines digitalen Zwillings ermöglicht eine neuartige Schnittstelle für die Interaktion mit solchen Systemen. Dieser Beitrag beschreibt die Implementierung der Steuerung und Nutzerschnittstelle in einem System mit digitalem Zwilling. Es wird gezeigt, wie die entwickelte Steuerungsarchitektur die Einbindung verschiedener Methoden der Mensch-Technik-Interaktion und die Durchführung virtueller Schulungen ermöglicht. Auf diese Weise kann die Steuerung des Systems über die Betriebsphase hinaus in anderen Phasen des Lebenszyklus verwendet werden.

Der Einsatz vollautonomer Systeme ist aufgrund variabler Systemumgebungen oder geringer Stückzahlen nicht in allen Anwendungsfeldern wirtschaftlich. Semi-autonome Systeme können hier helfen, den Menschen zu entlasten, da ein Bediener jederzeit die Kontrolle über das System übernehmen kann. Dieser Beitrag stellt einen neuartigen, auf dem digitalen Zwilling aufbauenden, Ansatz für die Mensch-Technik-Interaktion (MTI) mittels adaptiver Automation vor. An einem Fallbeispiel wird gezeigt, wie der Bediener eines Cyber-Physischen Systems (CPS) in spezifischen Aufgaben durch einen modularen digitalen Zwilling (mDT) unterstützt werden kann. Dies erlaubt die Unterscheidung zwischen kurzfristigen Signaländerungen und langfristiger Verhaltensmodifikation. Mit dem vorgestellten Konzept können semi-autonome Systeme für Anwendungsgebiete entwickelt werden, in denen der Einsatz autonomer Systeme aufgrund komplexer und variabler Systemumgebungen oder geringer Stückzahlen bisher nicht gegeben ...

Die Arbeitswelten von morgen werden maßgeblich durch digitale und vernetzte Technologien geprägt sein. Dies gilt auch für Tätigkeiten in Produktionsprozessen. Infolge der Umgestaltung von Produktionssystemen im Rahmen der unter dem Stichwort „Industrie 4.0“ diskutierten Entwicklungen werden Mensch und Maschine enger zusammenarbeiten. Die Rolle des Menschen in der Produktion und damit auch die Gestaltung von Arbeitsplätzen verändern sich dabei grundlegend. Der Anteil manueller und physisch belastender Tätigkeiten wird durch den Einsatz physischer Assistenzsysteme, z. B. Mensch-Roboter-Kooperationen, zurückgehen. Gleichzeitig nehmen komplexe und wissensintensive Aufgaben zu, um Maschinen und Anlagen zu überwachen und zu steuern. Die damit verbundene zunehmende Verantwortung der Mitarbeiter kann zu einer steigenden psychischen Beanspruchung führen. Informationstechnische und kognitive Assistenzsysteme sind ein Ansatz, um die Fachkräfte bei ihrer Tätigkeit zu unterstützen ...

Die allumfassende Digitalisierung der Arbeitswelt schafft große Herausforderungen im Umgang mit neuen Medien im Hinblick auf eine erweiterte Mensch-Technik-Interaktion. Dabei hat sich die Instandhaltung als ein wesentliches Anwendungsfeld für diese Form von Industrie 4.0 herauskristallisiert. Trotz hoher Prozessanforderungen aufgrund von kurzfristigen Störungen, teilweise rauen Umgebungsbedingungen und engen Zeitkorridoren muss die korrekte Prozessdurchführung und auch -dokumentation sichergestellt werden. Diese Anforderungen sowie die zunehmende Digitalisierung begünstigen die Anwendung von Augmented Reality-Lösungen in diesem Bereich. Mit Schwerpunkt der Windenergie widmet sich dieser Beitrag dem Stand der Technik mit Bezug auf aktuelle Lösungsansätze sowie Entwicklungsbedarfen im Hinblick auf den prozessnahen Einsatz von Augmented Reality. Hierzu werden neben bestehenden, auf dem Markt befindlichen Lösungen auch Ergebnisse aus dem Verbundprojekt „AR Maintenance System“ ...

In Cyber-Physischen Produktionssystemen (CPPS) wird sich menschliche Arbeit auf problemhaltige Tätigkeiten konzentrieren. Dafür benötigen die Mitarbeiter ein gutes System- und Prozessverständnis sowie hohe Problemlöse- und Kommunikationsfähigkeiten. Eine adäquate Gestaltung der Mensch-Technik-Interaktion kann dazu beitragen, dass diese Kompetenzen im Arbeitsprozess selbst erworben, erhalten und trainiert werden können. Erhebungen zur nutzerzentrierten Entwicklung eines mobilen Ressourcen-Cockpits für Instandhalter zeigen, dass Mitarbeiter bereit sind, neue Informations- und Kommunikations-Technologien (IKT) einzusetzen, wobei sie die Ausschöpfung derer Potenziale, aber auch Freiräume für eigenes Handeln erwarten. Ein zentraler Aspekt der Kompetenzförderlichkeit könnte ein geeignetes mentales Modell für die Navigation in CPPS sein. Dafür wird die Analogie „Digitales Bewusstsein“ vorgeschlagen und zur Diskussion gestellt.