Roboteraufgaben

Stellen Sie sich die Szene vor: ein Fertigungsgelände im Jahr 2025. Eine kleine Flotte von Robotern bewegt sich rund um die Uhr autonom in und um die verschiedenen Teile eines Produktionsbereichs. Einige sind für die Entnahme und den Transport von Proben konfiguriert, andere tragen Hightech-Sensoren verschiedenster Art mit sich herum, um den Zustand von Infrastruktur, Produktionsanlagen und Prozessen zu überwachen. Darf ich vorstellen: die Anlagen-Service-Roboter, die zwar im weiteren Sinne nichts Neues sind, aber für chemische Anlagen entwickelt wurden, um sich schnell an die Anforderungen von Umgebungen anzupassen, in denen Präzision von größter Bedeutung ist.

Deshalb sollen sie sich auf der ACHEMA 2022 in einem offenen Innovationswettbewerb bewähren und zeigen, welche Vorteile eine 24-Stunden-Betreuung an sieben Tagen in der Woche hat und zu welchen zusätzlichen Aufgaben sie fähig sind. Der Wettbewerb ist Teil einer Initiative, die von einem Konsortium aus einigen der größten Namen der Branche unterstützt wird: BASF, Bayer, Boehringer, Merck und Wacker unter der Schirmherrschaft der NAMUR.

Teams aus der ganzen Welt werden zeigen können, wie nahe ihre Technologie der Vision einer 24/7-Überwachung kommt, mit dem zusätzlichen Nutzen, dass sie beispielsweise Sensordaten in ein lernendes System einspeisen und andere Aktivitäten wie Probenahmen oder Transporte durchführen können, während sie gleichzeitig die Sicherheit durch die Fähigkeit, Veränderungen zu erkennen und zu bewältigen, erhöhen. Ende Februar werden sechs Finalisten ausgewählt, die ihre Technologie auf der ACHEMA vorstellen und im September im Finale antreten werden. „Diese werden eine wichtige Funktion demonstrieren“, sagt Dr. Carl-Helmut Coulon, Gruppenleiter für Smart Automation bei INVITE, einer Forschungspartnerschaft zwischen der Universität Dortmund, der HHU Düsseldorf und der Bayer AG.

„In der chemischen Industrie ist es gängige Praxis, mehrmals am Tag durch die Anlage zu gehen, um alles zu überprüfen und sicherzustellen, dass alles in Ordnung ist. Die Technologie, die dazu in der Lage ist, befindet sich schon seit einiger Zeit in der Entwicklung, aber sie wird immer mehr zum Thema, je mehr Möglichkeiten wir erforschen. Pilotprojekte wie dieses werden die Produktion nur beschleunigen und Produkte verfügbar machen.“

„Die Teilnehmer werden auf der Grundlage ihrer schriftlichen Vorschläge in die engere Wahl gezogen, aber die Roboter werden in einem 36 m² großen Modellszenario vor einem Live-Publikum auf Herz und Nieren geprüft. Besonders wichtig ist dabei, dass sie "in einer realen Umgebung vor Publikum" getestet werden können“, sagte er. „Wer zeigt, dass er es kann, hat die Chance, der Lieferant der Zukunft zu werden. Wir wollen größere Unternehmen dazu bringen, die Botschaft zu vermitteln, dass die chemische Industrie bereit ist, neue Lösungen zu übernehmen - sofern man in der Lage ist, sie zu entwickeln.“

Als Beispiel für die Komplexität der Herausforderung beginnen die Roboter mit einer Reihe von Aufgaben, bei denen ihre allgemeine Mobilität und ihre Fähigkeit, sich im Gebäude zu bewegen, bewertet werden. Die Jury markiert zwei Wegpunkte im Gebäude im 3D-Modell in der Software des Teams. Der PSR (Picking and Stacking Robot = Kommissionier- und Stapelroboter) muss dann vom Startpunkt aus entlang der Wegpunkte laufen und zum Start zurückkehren. Dabei kann er das 3D-Layout verwenden.

Das 3D-Layout enthält nur statische Elemente wie Treppen. "Dynamische" Hindernisse, wie Menschen oder Paletten, sind nicht enthalten. Eine weitere Aufgabe ist die "Erfassung und Orientierung von Sensordaten". Dazu werden zwei Beobachtungsaufgaben auf der Karte als Posen (3D-Pose plus 3D-Richtung) markiert. Bei der ersten Aufstellung sollte er erkennen können, ob zum Beispiel eine Warnkappe zu sehen ist oder nicht. An der zweiten Stelle ist ein Manometer mit einer Messstellennummer zu fotografieren. Das Manometer hat eine bestimmte Größe und Position.

Wahrnehmung ist erforderlich

Sammelpunkte gibt es zum Beispiel, wenn die Warnkappe richtig erkannt wird und das Manometer mit der Messstellennummer vollständig auf dem Foto zu sehen ist. Je genauer das Manometer in der Mitte des Bildes ist, desto mehr Punkte gibt es. Weitere Elemente sind Umrüstbarkeit und Nachrüstung.

In diesen Fällen müssen die Bildsensoren durch einen Mechanismus ausgetauscht werden, mit dem ein Probenbehälter unter einer Probenahmestelle befüllt werden kann. Punkte gibt es dafür, wie einfach die Umstellung funktioniert, ob sie vollautomatisch ist und ob Schrauben oder Werkzeuge benötigt werden.

Andere Aufgaben wurden so konzipiert, dass sie sogar noch anspruchsvoller sind, wie z. B. die Fähigkeit, eine Flüssigkeitsprobe zu entnehmen und unversehrt zurückzubringen und sicher zu navigieren. Darüber hinaus müssen die Finalisten ein theoretisches Konzept zur Einhaltung der ATEX-Richtlinie in explosionsgefährdeten Bereichen vorlegen. „Die heutigen Roboter ignorieren größtenteils die Tatsache, dass es diese explosiven Zonen gibt“, so Dr. Coulon. „Die Technologie steht kurz davor, diese zu liefern, aber wir sind noch nicht ganz so weit. Anlagen-Service-Roboter werden zu wertvollen Mitgliedern unserer Teams. Diese Herausforderung wird der Nachfrage einer ganzen Branche mit Spitzentechnologie gerecht.“

Anmerkung des Herausgebers: Die Initiative ist ein logischer Schritt für die Robotikbranche, die in letzter Zeit dank autonomer und anpassungsfähiger Schnittstellen, die mit den Kunden interagieren, kommunizieren und sich mit ihnen auseinandersetzen, auf dem heimischen Markt, in der Veranstaltungsbranche und sogar bei Kundendiensten an vorderster Front große Fortschritte gemacht hat. Ihre wachsende Rolle in der Branche ist weit bekannt, wie die Inhalte auf diesen Seiten zeigen. Wie alle hier vorgestellten Gründungs- und Innovationsherausforderungen unterstreicht auch diese Initiative den Wert der ACHEMA-Gemeinschaft als Motor des Fortschritts auf vielen Ebenen.

| aira-challenge.com

| Originalversion veröffentlicht in ACHEMA Inspire, Ausgabe Dezember 2021/Deutsche Übersetzung durch DECHEMA Ausstellungs-GmbH |