Abstract :
[en] Technical assistance systems are used in many aspects of our private environment to simplify our daily lives. Such assistance would also be desirable in our working environment,
especially in physically demanding activities such as dismantling products for maintenance, corrective maintenance, or remanufacturing.
However, the use of robot-supported assistance systems is prevented by the imponderabilities in the dismantling process of different products due to the lack of autonomy of the
technical systems.
In the course of this dissertation, the development of intelligent, robot-supported assistance systems that can support people in such complex processes in a target-oriented manner are considered, and the following research question is posed: What are the technical
requirements for such assistance systems and how can they be implemented?
In the reviewed scientific literature, no holistic approach has been identified for the development of these systems, but many approaches to partial aspects of such a system have
been collected across several research disciplines.
In order to address the research question, this dissertation discusses the theoretical fields
of technical assistance systems, human-robot systems, and the field of application in order
to define technical requirements. A demonstrator for experimental validation is implemented in the form of a multi-agent system in which various technical systems are integrated and interconnected by software. The function of the developed robot-based assistance system could be verified in concrete dismantling processes in conjunction with suitable man-machine communication interfaces.
Finally, this dissertation identifies further research questions that must be addressed before such systems can be introduced in the industrial environment.
[de] In vielen Bereichen des privaten Umfelds haben technische Assistenzsysteme ihren Platz
eingenommen und vereinfachen das tägliche Leben. Diese Tendenz wäre auch im Arbeitsleben wünschenswert, besonders in körperlich belastenden Tätigkeiten wie der Demontage von Produkten in der Wartung, Instandsetzung oder Refabrikation.
Doch der Einsatz robotergestützter Assistenzsysteme wird durch die Unwägbarkeiten im
Demontageprozess unterschiedlicher Produkte wegen der fehlenden Autonomie der technischen Systeme verhindert.
Im Rahmen dieser Dissertation wird daher die Entwicklung von intelligenten, robotergestützten Assistenzsystemen betrachtet, die den Menschen in solch komplexen Prozessen zielgerichtet unterstützen können. Dabei wird die folgende Forschungsfrage gestellt:
Welche technischen Anforderungen werden an ein solches Assistenzsystem gestellt und
wie können sie umgesetzt werden?
In der gesichteten wissenschaftlichen Literatur konnte für die Entwicklung dieser Systeme kein ganzheitlicher Ansatz ermittelt werden. Es wurden jedoch viele Ansätze zu
Teilaspekten eines solchen Systems, über mehrere Forschungsdisziplinen hinweg, zusammengetragen.
Zur Klärung der Forschungsfrage erfolgt in dieser Dissertation die Darstellung der Themengebiete der technischen Assistenzsysteme, der Mensch-Roboter-Systeme sowie des
Einsatzgebiets, um technische Anforderungen zu definieren. Deren Umsetzung in einem
Demonstrator zur experimentellen Validierung erfolgte in Form eines Multiagentensystems, in das verschiedene technische Systeme durch Software integriert und vernetzt wurden. Weiterhin wurde die notwendige technische Autonomie des Assistenzsystems auf
Basis zweier modellbasierten Planungssysteme sowie des zentralen Steuerungssystems
durch Software implementiert. In Verbindung mit geeigneten Mensch-Maschine-Kommunikationsschnittstellen, konnte die Funktion des Assistenzsystem in konkreten Demontageprozessen verifiziert werden.
Jedoch zeigte sich auch, dass für die Einführung solcher Systeme im industriellen Umfeld noch weitere herausfordernde Forschungsfragen bearbeitet werden müssen.
