Das INCLUSIVE-System: Ein allgemeines Rahmenwerk für adaptive industrielle Automatisierung

Während moderne Produktionssysteme zunehmend technologisch fortschrittlich werden, bleibt die Präsenz menschlicher Bediener in industriellen Arbeitsplätzen fundamental. Um die Fähigkeiten menschlicher Arbeiter zu ergänzen und zu verbessern, wurden Ansätze basierend auf adaptiver Automatisierung eingeführt. Diese bestehen darin, das Verhalten des Systems gemäß den Fähigkeiten und dem Aufwand des Benutzers anzupassen. In diesem Artikel präsentieren wir ein allgemeines, ganzheitliches Rahmenwerk für adaptive Automatisierung, das INCLUSIVE genannt wird und den Bediener während der Arbeitsaufgaben unterstützt. Das System besteht aus drei Modulen. Zunächst wird eine gründliche Charakterisierung des konstitutionellen und situationalen Zustands des Bedieners bereitgestellt; basierend darauf wird eine angemessene Anpassung vorgenommen, und wenn notwendig, zusätzliche Schulung und Unterstützung bereitgestellt. Das Rahmenwerk wurde implementiert und getestet, indem drei industrielle Anwendungsfälle berücksichtigt wurden, die als repräsentativ für ein breites Interessensspektrum in der Industrie in Europa ausgewählt wurden, sowohl in Bezug auf Produktionsanforderungen als auch auf die beteiligten Bediener. Tests wurden in realen Produktionsumgebungen durchgeführt, unter Berücksichtigung realer Produktionsaufgaben, die von 53 Werkstattmitarbeitern ausgeführt wurden. Die Ergebnisse haben gezeigt, dass die Zufriedenheit der Arbeiter bei der Verwendung des INCLUSIVE-Systems und ihre Leistungen im Vergleich zu herkömmlichen Interaktionssystemen in der Industrie gesteigert wurden. Darüber hinaus wurden die erzielten Ergebnisse verwendet, um eine Reihe von Empfehlungen für das Design und die Implementierung eines adaptiven Interaktionssystems in Bezug auf die Gewährleistung der Arbeiterzufriedenheit und die Systemnutzbarkeit in einem industriellen Umfeld sowie auf Leistungsanforderungen zu formulieren. Hinweis für Praktiker — Dieser Artikel wurde durch die Tatsache motiviert, dass trotz moderner fortschrittlicher Automatisierung menschliche Bediener weiterhin zentral im Herstellungsprozess stehen. Der technologische Fortschritt führt jedoch oft zu herausfordernden Interaktionen mit komplexen industriellen Systemen. Das Ziel dieses Artikels ist es, ein vollständiges Rahmenwerk für adaptive Automatisierung einzuführen, mit dem letztendlichen Ziel, die Interaktion menschlicher Bediener mit komplexen industriellen Systemen zu erleichtern. Das Rahmenwerk stützt sich auf drei Module: Messung der menschlichen Fähigkeiten, Anpassung des Interaktionssystems sowie zusätzliche Schulung und Unterstützung. Die drei Module werden auf hohem Niveau unabhängig von der Zielanwendung diskutiert. Außerdem werden zur Erleichterung ihrer Anwendung in spezifischen Arbeitskontexten Beispiele in Bezug auf drei verschiedene industrielle Anwendungen bereitgestellt. Die Ergebnisse von Tests mit Werkstattmitarbeitern zeigen, dass die Implementierung des vorgeschlagenen Rahmenwerks zu einer besseren Arbeitsleistung führt und die Zufriedenheit der Arbeitnehmer mit der Nutzung von Automatisierung erhöht.