PARTNERSCHAFT AUTONOM INTEGRATIVE SYSTEME FÜR INDUSTRIE 4.0 Abb. 1: Der BioFlexRobot zur intuitiven Offlineprgrammierung am In-Institut Chemie, Material- und Produktentwicklung OHM-CMP. KONTAKT Beauftragter für Wissens- und Technologietransfer Prof. Dr. Ralph Blum Tel.: +49.911.5880.2831 Fax: +49.911.5880.7620 [email protected] Leiterin der Zentralstelle für Wissens- und Technologietransfer Sandra Knakrügge Tel.: +49.911.5880.4106 Fax: +49.911.5880.8090 [email protected] www.th-nuernberg.de Die Anwendungsfelder für autonome Systeme sind vielfältig. Sie reichen vom industriellen Umfeld und Fertigung über automatisierte mobile Systeme in Verkehr und Logistik bis hin zu privaten als auch öffentlichen Bereichen. Insbesondere die für die Produktion relevante MaschineMaschine-Kooperation sowie die Mensch-MaschineKollaboration sind Zukunftsthemen für den Mittelstand und für die Wettbewerbsfähigkeit des Produktionsstandortes Deutschlands wegweisend. in der Lage sind, selbständig ohne Kontrolle oder Interaktion durch einen überwachenden oder bedienenden Menschen zu agieren und Aufgaben zu verrichten. Die Systeme integrieren sich selbst in ihre jeweilige Umgebung und interagieren mit den beteiligten Menschen. Hierfür sind komplexe Prozesse und hochgradige Wissensintensität notwendig, um die Vision Industrie 4.0 schrittweise umzusetzen und die Potentiale autonomer Systeme zu erschließen. Mit dem Fokus auf „Autonom integrative Systeme - AiS“ will die Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm ihre Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten auf dem Gebiet der Automatisierungstechnik für die Region Nordbayern bündeln, um somit den Möglichkeiten von Industrie 4.0 erfolgreich begegnen zu können. Hierzu wird auf Basis einer partnerschaftlichen Zusammenarbeit zwischen Wirtschaft und Wissenschaft ein ineinandergreifendes Netz sich ergänzender und unterstützender Kompetenzen in der Metropolregion aufgebaut. Für die angestrebte Partnerschaft bedeutet das in besonderem Maße Technologien, Strategien und Lösungen zu erarbeiten, um dieser Herausforderung erfolgreich zu begegnen. Durch AiS soll der Innovationsprozess Industrie 4.0 zu einem ganzheitlichen System fusionieren, wobei externe und interne Ressourcen und neue Erkenntnisse unterschiedlicher Branchen in die Entwicklungsphase einfließen werden. Wertschöpfungsstrategien – speziell für den Mittelstand – sollen entstehen und die Integration und Durchgängigkeit von Einzelanwendungen hin zu Gesamtsystemen schaffen. Spezifische Vorteile für Unternehmen • Technologieberatung, -bereitstellung und -transfer für KMU sowie Umsetzung eigener Innovationsprojekte und Beschleunigung der interdisziplinären Innovationsprozesse • Implementieren von Technologien durch Transferprojekte • Präsentation des eigenen Unternehmens oder Instituts im Kompetenzumfeld • Partizipation an wissenschaftsbasierten Fachgruppen und Workshops mit dem Ziel Entwicklungsrichtung anwendungsbezogen und interdisziplinär zu entwickeln • fach- und themenspezifische Personalrekrutierung sowie -entwicklung über lehrbegleitende Projekte, (Forschungs-) Masterabschlüsse und Verbundpromotion Ziele der Partnerschaft AiS Die Partnerschaft AiS erforscht und entwickelt Lösungen für die Interaktion von automatisierten Systemen, die einerseits untereinander und andererseits mit Mensch und Umwelt agieren. Der Fokus der Autonomie beinhaltet, dass die Systeme Multimodale Kommunikation Gestensteuerung MenschRoboter Collaboration Betriebswirt. und Soziol. Aspekte MenschMaschine Interaktion Ad-hoc Kommunikation SoftRobot Sichere Antriebstechnik Prozessdefinition Querschnittsforschung Sicherheitstechnik Mechatronik SmartAct 4.0 AiS Autonom Integrative Kommunikationswissenschaftliche Aspekte Systeme für Industrie 4.0 Sensorabudanz Robot Collision Avoidance und Anwendungen der Gestensteuerung in der Gebäudeautomation. Ziel sind brührungslose Mensch-Maschine Kommunikationsformen als universelles Ein- und Ausgabemedium. Technologiefeld Mechatronik Framework Perception, Navigation, Cognition Teach-In Verfahren Anwendungsfelder Schwarmrobotik Sichere Umfeldwahrnehmung Ad-hoc Lokalisation Mobile Robotik Erkundungsrobotik Abb. 2: Vorhandene und auszubauende Kompetenzfelder im Rahmen der AiS-Partnerschaft Geplante Projekte und Technologiefelder KONTAKT Beauftragter für Wissens- und Technologietransfer Prof. Dr. Ralph Blum Tel.: +49.911.5880.2831 Fax: +49.911.5880.7620 [email protected] Leiterin der Zentralstelle für Wissens- und Technologietransfer Sandra Knakrügge Tel.: +49.911.5880.4106 Fax: +49.911.5880.8090 [email protected] www.th-nuernberg.de Die Zusammenarbeit zwischen Hochschule und Wirtschaft erfolgt im Rahmen definierter Forschungs- und Entwicklungsprojekte, die innerhalb eines übergreifenden und auf Dauer ausgelegten Kooperationsrahmens aufeinander abgestimmt sind. Die Unternehmen beteiligen sich an der Projektfinanzierung. Die TH Nürnberg ist ihr verlässlicher Forschungs- und Entwicklungspartner. Für die Projektpartnerschaft AiS sind teilspezifische Entwicklungen in jedem bislang identifizierten Technologiefeld geplant, die im Nachfolgenden kurz vorgestellt werden. Mensch-Maschine-Interaktion Der Fokus im Themenfeld Mensch-Maschine Interaktion liegt auf den Grundlagen und Anwendungen berührungsloser Kommunikationsmethoden wie etwa sensorbasierte Gestensteuerung sowie Bild- und Sprachein- und Ausgabe. Aktuelle Fragestellungen sind Sicherheitsaspekte, wie etwa die Erkennung und Unterscheidung berechtigter Personen, Gesture Spotting and Recognition, Im Technologiefeld Mechatronik werden Sensorik und intelligente Steuerungs- und Antriebsysteme bereitgestellt, die für autonom integrative Systeme benötigt werden Ferner wird die Entwicklung eigensicherer Robotersysteme verfolgt, die auf Grund ihrer Mechanik und Konstruktion ohne zusätzliche Sensorik bereits für die sichere Interaktion mit dem Menschen geeignet sind. Anwendungsfelder Die zentralen Anwendungsfelder und damit auch Inputlieferanten für die Entwicklung sind Industrierobotik und mobile Anwendungen im Bereich Logistik sowie dem Katastrophenschutz und Rettungsdienst. Ziel ist es, durch Schaffung einer Systematik, anwendungsorientiert Prototypen zu entwickeln. Technologie-Cluster Perception Cognition, Navigation Dieses Technologiefeld erforscht anwendungsorientiert die grundlegenden Funktionen, die für autonomes und interaktives Verhalten von Robotern, Maschinen bzw. Systemen benötigt werden. Diese Funktionen sind Wahrnehmung der Umwelt, Bewegungsplanung, Lokalisation, Auftragsplanung und Interaktion bzw. Kooperation mehrerer autonomer Systeme untereinander. Querschnittsforschung Die kommunikationswissenschaftliche und soziologische Querschnittsforschung wird von besonderer Bedeutung für die Schaffung einer breiten Akzeptanz für autonom automatisierte Systeme in der Bevölkerung in Arbeitsund Alltagswelt sein. Die Ergebnisse der Forschung werden direkten Einfluss auf Design, Funktionsweise und Gestaltung dieser Systeme sowie folgende Kommunikationskonzepte nehmen.
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