Design of a practical and knowledge-based cyber-physical system for industrial set-up processes

Abstract

ZusammenfassungIndustrielle Rüstvorgänge sind durch ihren zentralen und zeitkritischen Charakter innerhalb eines Produktionsprozesses elementar. Optimierungsbestrebungen dieser Prozesse erfolgen insbesondere hinsichtlich des Zeitaufwandes und der Ressourcenschonung. In diesem Zusammenhang findet die Unterstützung des Menschen durch digitale Technologien in Form von Cyber-Physischen Systemen (CPS) weniger Beachtung. Der vorliegende Beitrag greift diese Thematik auf und trägt zur Weiterentwicklung von CPS bei. Auf Grundlage einer umfassenden ethnographischen Studie wurden Praktiken von Maschineneinrichtern im Zuge von Rüstvorgängen an Biegemaschinen identifiziert. Die Erkenntnisse dieser Studie münden in ein übergreifendes Wissenstransfermodell, das die Ableitung von Gestaltungs- bzw. Designimplikationen für CPS im Rüstkontext erleichtert und optimiert. Auf Grundlage eines Vergleichs von technischen Möglichkeiten mit den im Modell erfassten praxisrelevanten Anforderungen an den Wissens- und Erfahrungstransfer konnte ein neuer auf Augmented Reality (AR) und Sensortechnologie beruhender methodischer Ansatz zur Erfassung und Weitergabe von propositionalem und prozessualem Wissen, eingebettet in verkörperten Handlungen, realisiert werden.Praktische Relevanz: Die Forschungsarbeiten bringen den Stand der Technik bei der Gestaltung digitaler Technologien bzw. CPS zur Unterstützung von Menschen voran, die mit Umrüstprozessen industrieller Produktionsmaschinen betraut sind. Es konnten für den Austausch von Fachwissen insbesondere hinsichtlich der Kontextualität und Kommunikation unter Berücksichtigung kollaborativer Arbeit und sozialer Rahmenbedingungen Fortschritte erzielt werden, die gleichzeitig neue Forschungsrichtungen zu diesem Thema eröffnen.