Machbarkeitsanalyse

Mithilfe der Machbarkeitsanalyse können Sie eine vorläufige Einschätzung treffen, ob sich der von Ihnen betrachtete Anwendungsfall für einen Cobot-Einsatz eignet. Es werden kritische Prozessparameter überprüft und gleichzeitig erläutert, weshalb diese problematisch für eine MRK-Anwendung sind. Die Prozessparameter haben unterschiedlich starke Auswirkungen auf den Einführungsprozess von Cobots. Zur Verständlichkeit werden die Hinweise mit folgender Farbkodierung gekennzeichnet:

Orange – Kriterien und kritische Prozessparameter, unter denen erheblicher Aufwand bei der Einführung eines Cobots entsteht und die eine ökonomische Einführung eines Cobots erschweren.

Rot– Kriterien und kritische Prozessparameter, unter denen die Einführung eines Cobots äußerst schwer zu realisieren und ökonomisch äußerst aufwendig ist.

Die Machbarkeitsanalyse dient der groben Überprüfung kritischer Prozessparameter im betrachteten Anwendungsfall. Nutzen Sie diese Methode, um frühzeitig ungeeignete Anwendungsfälle auszusortieren! Mit den verbliebenen Anwendungsfällen können Sie anschließend die Potenzialanalyse durchführen, um eine detaillierte Potenzialbewertung der Anwendungsfälle für eine MRK im Hinblick auf Wirtschaftlichkeit, Ergonomie und prozessbezogene Parameter zu erhalten. Der Ablauf zur Identifikation eines geeigneten Anwendungsfalles ist in der unten stehenden Abbildung dargestellt.

Ziel und Nutzen

• Einschätzung darüber, ob ein geplanter MRK-Arbeitsplatz grundsätzlich umsetzbar ist.
• Direkte Rückmeldung, weshalb und wie stark ein Parameter die Einführung eines Cobots erschwert.
• Sensibilisierung für Ausschlusskriterien, die einen Cobot-Einsatz erheblich erschweren oder sogar ausschließen.

Bearbeitungsdauer

Die Bearbeitungsdauer beträgt etwa 15 Minuten.

Zur Verständlichkeit werden die Hinweise mit folgender Farbkodierung gekennzeichnet:

Orange – Kriterien und kritische Prozessparameter, unter denen ein erheblicher Aufwand bei der Einführung eines Cobots entsteht und die eine ökonomische Einführung eines Cobots erschweren.

Rot– Kriterien und kritische Prozessparameter, unter denen die Einführung eines Cobots äußerst schwer zu realisieren und ökonomisch äußerst aufwendig ist.

Test

Scharfkantige und spitze Bauteile stellen ein hohes Verletzungsrisiko für den Beschäftigten am Arbeitsplatz dar. Bereits bei geringen Kräften können Schnitt- und Stichverletzungen entstehen. Besonders hoch ist die Gefahr, wenn Mensch und Cobot eng zusammenarbeiten (Kooperation/ Kollaboration). Daher sind Prozesse mit solchen Bauteilen für die MRK ungeeignet.

Hinweis: Die beschriebenen Gefährdungen können durch geeignete Sicherheitsmaßnahmen beseitigt werden. Generell muss bei der Planung und Umsetzung der neuen MRK-Arbeitsplatzes die Sicherheit berücksichtigt werden. Hierfür steht Ihnen auf dieser Webseite die Methode Sichere Anlagenplanung zur Verfügung. Beachten Sie jedoch, dass dies den Einführungsaufwand dieses Anwendungsfalls erheblich steigern kann.

Scharfkantige und spitze Bauteile stellen ein hohes Verletzungsrisiko für den Beschäftigten am Arbeitsplatz dar. Bereits bei geringen Kräften können Schnitt- und Stichverletzungen entstehen. Arbeiten Mensch und Cobot räumlich getrennt voneinander (Koexistenz) besteht zwar nicht unmittelbar eine Kollisionsgefahr im Arbeitsprozess, dennoch sind Kollisionen nicht auszuschließen. Da der Cobot nicht durch einen zusätzlichen Schutzzaun abgeschirmt ist, kann es beispielsweise bei der Materialbereitstellung oder Wartungsarbeiten zu Kollisionen kommen. Daher sind Prozesse mit solchen Bauteilen für die MRK ungeeignet.

Hinweis: Die beschriebenen Gefährdungen können durch geeignete Sicherheitsmaßnahmen beseitigt werden. Generell muss bei der Planung und Umsetzung der neuen MRK-Arbeitsplatzes die Sicherheit berücksichtigt werden. Hierfür steht Ihnen auf dieser Webseite die Methode Sichere Anlagenplanung zur Verfügung. Beachten Sie jedoch, dass dies den Einführungsaufwand dieses Anwendungsfalls erheblich steigern kann.

Da Bauteile bereits ab einer Temperatur von 50 Grad Celsius bei Körperkontakt zu Verbrennungen führen können, stellt die Handhabung durch einen Cobot eine Gefährdung für den Beschäftigten dar. Sollte der Cobot den Menschen mit der heißen Oberfläche berühren, kann es zu Verletzungen kommen. Besonders hoch ist die Gefahr, wenn Mensch und Cobot eng zusammenarbeiten (Kooperation/ Kollaboration). Daher sind Prozesse mit solchen Bauteilen für die MRK ungeeignet.

Hinweis: Die beschriebenen Gefährdungen können durch geeignete Sicherheitsmaßnahmen beseitigt werden. Generell muss bei der Planung und Umsetzung der neuen MRK-Arbeitsplatzes die Sicherheit berücksichtigt werden. Hierfür steht Ihnen auf dieser Webseite die Methode Sichere Anlagenplanung zur Verfügung. Beachten Sie jedoch, dass dies den Einführungsaufwand dieses Anwendungsfalls erheblich steigern kann.

Da Bauteile bereits ab einer Temperatur von 50 Grad Celsius bei Körperkontakt zu Verbrennungen führen können, stellt die Handhabung durch einen Cobot eine Gefährdung für den Beschäftigten dar. Sollte der Cobot den Menschen mit der heißen Oberfläche berühren, kann es zu Verletzungen kommen. Arbeiten Mensch und Cobot räumlich getrennt voneinander (Koexistenz) besteht zwar nicht unmittelbar eine Kollisionsgefahr im Arbeitsprozess, dennoch sind Kollisionen nicht auszuschließen. Da der Cobot nicht durch einen zusätzlichen Schutzzaun abgeschirmt ist, kann es beispielsweise bei der Materialbereitstellung oder Wartungsarbeiten zu Kollisionen kommen. Daher sind Prozesse mit solchen Bauteilen für die MRK ungeeignet.

Hinweis: Die beschriebenen Gefährdungen können durch geeignete Sicherheitsmaßnahmen beseitigt werden. Generell muss bei der Planung und Umsetzung der neuen MRK-Arbeitsplatzes die Sicherheit berücksichtigt werden. Hierfür steht Ihnen auf dieser Webseite die Methode Sichere Anlagenplanung zur Verfügung. Beachten Sie jedoch, dass dies den Einführungsaufwand dieses Anwendungsfalls erheblich steigern kann.

Die  höchste Traglast (Stand November 2020) eines MRK-fähigen Greifers (Endeffektor) ist mit 10 kg angegeben. Überschreitet das Gewicht des Bauteils 10 kg, kann kein MRK-fähiger Endeffektor zum Einsatz kommen. In diesem Fall kann auf einen nicht MRK-fähigen Endeffektor zurückgegriffen werden. MRK-fähige Endeffektoren sind speziell für die Mensch-Roboter-Kollaboration entwickelt und verfügen über entsprechende Zertifizierungen (z.B. CE-Zertifizierung).

Hinweis: Endeffektoren, welche nicht MRK-fähig sind müssen entsprechend abgesichert werden, sodass diese keine Gefahr für den Menschen darstellen. Generell muss bei der Planung und Umsetzung der neuen MRK-Arbeitsplatzes die Sicherheit berücksichtigt werden. Hierfür steht Ihnen auf dieser Webseite die Methode Sichere Anlagenplanung zur Verfügung. Beachten Sie jedoch, dass dies den Einführungsaufwand dieses Anwendungsfalls erheblich steigern kann.

Die höchste Traglast (Stand Juli 2020) eines Cobots ist mit 35 kg angegeben. Das Gesamtgewicht (Endeffektor, Bauteil) darf folglich 35 kg nicht überschreiten. Bauteile die über 35 kg wiegen, können von keinem verfügbaren Cobot manipuliert werden. Zuarbeiten, wie zum Beispiel das Anreichen von kleineren Teilen, sind dagegen weiterhin möglich.

Da biegeschlaffe Bauteile nicht formstabil sind und ein Cobot auf Basis geometrischer Daten manipuliert, wäre der Prozess nur mit erheblichem Aufwand (Programmierung, Anforderungen an Sensor- und Endeffektorhardware) zu automatisieren. Übernimmt der Cobot allerdings andere Teilprozesse ohne biegeschlaffe Bauteile manipulieren zu müssen, ist sein Einsatz wieder mit geringerem Aufwand möglich.

Da eine Schädigung des Beschäftigten nicht ausgeschlossen werden kann, sind Arbeitsplätze, in denen gefährdende Stoffe manipuliert werden, nur mit zusätzlichen spezifischen Schutzmaßnahmen für den Einsatz eines Cobots geeignet.

Hinweis: Die beschriebenen Gefährdungen können durch geeignete Sicherheitsmaßnahmen beseitigt werden. Generell muss bei der Planung und Umsetzung der neuen MRK-Arbeitsplatzes die Sicherheit berücksichtigt werden. Hierfür steht Ihnen auf dieser Webseite die Methode Sichere Anlagenplanung zur Verfügung. Beachten Sie jedoch, dass dies den Einführungsaufwand dieses Anwendungsfalls erheblich steigern kann.

Um eine Gefährdung des Beschäftigten auszuschließen, gilt für kollaborierende Roboter die Faustregel, dass der Arm des Cobots höchstens so schnell wie ein menschlicher Arm verfahren kann. In Aufgabenbereichen, in denen höhere Geschwindigkeiten gefordert werden, muss sichergestellt sein, dass keine Berührung zwischen Mensch und Roboter stattfinden kann.

Hinweis: Die beschriebenen Gefährdungen können durch geeignete Sicherheitsmaßnahmen beseitigt werden. Generell muss bei der Planung und Umsetzung der neuen MRK-Arbeitsplatzes die Sicherheit berücksichtigt werden. Hierfür steht Ihnen auf dieser Webseite die Methode Sichere Anlagenplanung zur Verfügung. Beachten Sie jedoch, dass dies den Einführungsaufwand dieses Anwendungsfalls erheblich steigern kann.

In der ISO TS 15066 sind Maximalwerte für die Kraft und den Druck bei einer Kollision angegeben, wobei am Kopf- und Halsbereich die geringsten Werte zugelassen sind. Da in diesen Bereichen die Schmerzschwelle am geringsten ist, sollten Arbeiten auf Kopfhöhe (sitzende Tätigkeiten in Kombination mit einem Cobot oder stehende Tätigkeiten mit Bewegungen des Cobots auf Kopfhöhe) vermieden werden.

Hinweis: Die beschriebenen Gefährdungen können durch geeignete Sicherheitsmaßnahmen beseitigt werden. Generell muss bei der Planung und Umsetzung der neuen MRK-Arbeitsplatzes die Sicherheit berücksichtigt werden. Hierfür steht Ihnen auf dieser Webseite die Methode Sichere Anlagenplanung zur Verfügung. Beachten Sie jedoch, dass dies den Einführungsaufwand dieses Anwendungsfalls erheblich steigern kann.

Bei dem Einsatz eines Werkzeuges, das nicht für den kollaborativen Betrieb zertifiziert ist, besteht erhebliche Verletzungsgefahr für den Menschen, wenn der Cobot dieses Werkzeug bedient. Daher kann nicht jedes Werkzeug (z.B. ein nicht zertifizierter Bohrer oder eine Fräse) für den kollaborativen Betrieb eingesetzt werden.

Hinweis: Die beschriebenen Gefährdungen können durch geeignete Sicherheitsmaßnahmen beseitigt werden. Generell muss bei der Planung und Umsetzung der neuen MRK-Arbeitsplatzes die Sicherheit berücksichtigt werden. Hierfür steht Ihnen auf dieser Webseite die Methode Sichere Anlagenplanung zur Verfügung. Beachten Sie jedoch, dass dies den Einführungsaufwand dieses Anwendungsfalls erheblich steigern kann.

Bei Einzelfertigungen und Kleinserien ist der Cobot nur minimal ausgelastet. Häufige Umprogrammierung/Umrüstung (oder Leerlauf) ist die Folge. Umprogrammierung/Umrüstung ist trotz vereinfachter Programmieroberflächen und mobiler Roboterhardware zeitaufwändig. Ein Cobot-Einsatz würde in diesem Fall nicht wirtschaftlich sein. Sofern es andere Arbeitsplätze in der Produktion mit hoher Vergleichbarkeit gibt, kann die Umrüstzeit deutlich geringer ausfallen und ein Cobot-Einsatz könnte sich wieder lohnen. Den größten Nutzen bringen Cobots bei mittleren Serien.

Scharfe Kanten oder Klemmstellen stellen ein hohes Verletzungsrisiko für den Beschäftigten am Arbeitsplatz dar. Bereits bei geringen Kräften können Schnitt-, Stich- und Quetschverletzungen entstehen. Ein Cobot-Einsatz an einem solchen Arbeitsplatz würde die Gefahr für Personenbeschädigungen erhöhen.

Hinweis: Die beschriebenen Gefährdungen können durch geeignete Sicherheitsmaßnahmen beseitigt werden. Generell muss bei der Planung und Umsetzung der neuen MRK-Arbeitsplatzes die Sicherheit berücksichtigt werden. Hierfür steht Ihnen auf dieser Webseite die Methode Sichere Anlagenplanung zur Verfügung. Beachten Sie jedoch, dass dies den Einführungsaufwand dieses Anwendungsfalls erheblich steigern kann.

Der maximale Arbeitsradius (Stand Juli 2020) eines Cobots ist mit ca. 1,8 m angegeben. Daher müssen alle für den Roboter angedachten Tätigkeiten innerhalb dieses Radius zu bewältigen sein, damit der Prozess für einen Cobot geeignet ist. Ein größerer Arbeitsradius kann dagegen durch den Einsatz eines zweiten Roboters möglich werden, was aber eine deutliche Kostensteigerung zur Folge hat.

Der Einsatz eines Cobots wird erschwert, wenn…

… bereits eine Gefahr des Menschen durch das Arbeitsumfeld/Arbeitsmittel im aktuellen Arbeitsplatz besteht (beispielsweise, wenn eine Presse im Prozess integriert ist).

… der geplante MRK-Arbeitsplatz eine Gefahr für das Arbeitsumfeld/Unbeteiligte darstellt (beispielsweise, wenn der MRK-Arbeitsplatz neben dem Eingang zur Kantine/ Toilette/ Gang aufgebaut wird).

Hinweis: Die beschriebenen Gefährdungen können durch geeignete Sicherheitsmaßnahmen beseitigt werden. Generell muss bei der Planung und Umsetzung der neuen MRK-Arbeitsplatzes die Sicherheit berücksichtigt werden. Hierfür steht Ihnen auf dieser Webseite die Methode Sichere Anlagenplanung zur Verfügung. Beachten Sie jedoch, dass dies den Einführungsaufwand dieses Anwendungsfalls erheblich steigern kann.

Bei der Einführung des von Ihnen geplanten MRK-Anwendungsfalls kann kein erheblicher zusätzlicher Aufwand, der die ökonomische Einführung des Anwendungsfalls wesentlich erschwert, festgestellt werden. Ihre Anwendung eignet sich sehr gut für einen MRK-Einstieg. Bitte beachten Sie jedoch, dass dies keine abschließende Einschätzung des Potenzials Ihres MRK-Anwendungsfalls darstellt.

Bei der Einführung des von Ihnen geplanten MRK-Anwendungsfalls wird ein geringer zusätzlicher Aufwand festgestellt. Ihre Anwendung eignet sich gut für eine Cobot-Einführung, dennoch sollten die Hinweise in den unten gelisteten kritischen Prozessparametern beachtet werden. Beachten Sie zusätzlich, dass dies keine abschließende Einschätzung des Potenzials Ihres MRK-Anwendungsfalls darstellt.

Bei der Einführung des von Ihnen geplanten MRK-Anwendungsfalls, müssen Sie mit erheblichem, zusätzlichem Aufwand rechnen. Die ökonomische Einführung eines Cobots wird dadurch erschwert. Sollten Sie sich dennoch für die Umsetzung dieses Anwendungsfalls entscheiden, wäre es ratsam einen Experten oder eine Expertin (z.B. einen Integrator) mit der Umsetzung zu beauftragen.

Hinweis: Durch Umplanung von Teilprozessen am betrachteten Arbeitsplatz, kann der Aufwand für den Cobot-Einsatz auch wieder reduziert werden. So kann beispielsweise das vom Cobot zu manipulierende Bauteil abgeändert werden oder der Cobot übernimmt andere Aufgaben im Arbeitsprozess, sodass bisher kritische Parameter vermieden werden können.

Die Einführung des von Ihnen geplante MRK-Anwendungsfalls ist nur sehr schwer zu realisieren. Die ökonomische Einführung eines Cobots wird dadurch erheblich erschwert und äußerst aufwendig. Sollten Sie sich dennoch für die Umsetzung dieses Anwendungsfalls entscheiden, wäre es ratsam, einen Experten oder eine Expertin (z.B. Integrator) mit der Umsetzung zu beauftragen. Wissen von Experten- und Expertin wird hier unbedingt benötigt.

Hinweis: Durch Umplanung von Teilprozessen am betrachteten Arbeitsplatz, kann der Aufwand für den Cobot-Einsatz auch wieder reduziert werden. So kann beispielsweise das vom Cobot zu manipulierende Bauteil abgeändert werden oder der Cobot übernimmt andere Aufgaben im Arbeitsprozess, sodass bisher kritische Parameter vermieden werden können.

Die Einführung des von Ihnen geplante MRK-Anwendungsfalls ist nur mit extrem hohem Aufwand umzusetzen. Es wird empfohlen, sich auf andere Anwendungsfälle zu konzentrieren. Sollten Sie sich dennoch für die Umsetzung dieses Anwendungsfalls entscheiden, wäre es nachdrücklich ratsam einen Experten oder eine Expertin (z.B. Integrator) mit der Umsetzung zu beauftragen.

Hinweis: Durch Umplanung von Teilprozessen am betrachteten Arbeitsplatz, kann der Aufwand für den Cobot-Einsatz auch wieder reduziert werden. So kann beispielsweise das vom Cobot zu manipulierende Bauteil abgeändert werden oder der Cobot übernimmt andere Aufgaben im Arbeitsprozess, sodass bisher kritische Parameter vermieden werden können.