Projektdetail

WIFI - Welding Interaction in Future Industry

Projektstart: 01-10-2016

Projektende: 30-09-2018

Industrielles Schweißen

Derzeit gibt es in Österreich ca. 4.000 Unternehmen, die qualifizierte SchweißerInnen ausbilden. Die Einsatzgebiete für Schweißtechnik sind vielfältig (z.B. Heizungs- und Lüftungsbau, Rohrleitungsbau, Fahrzeugbau, Kesselbau oder Brückenbau). Trotz der weit entwickelten Robotertechnik im Bereich des industriellen Schweißens erfolgt ein Großteil der Anwendungen manuell. Die Interaktion des Menschen mit dem Schweißgerät ist daher für die Qualität des Schweißvorgangs (u.a. Präzision, Geschwindigkeit, Effizienz) essentiell.

Interaktionsmethoden und -geräte

Die Interaktion umfasst nicht nur das Starten und Beenden des Schweißvorgangs, sondern auch die Konfiguration unterschiedlicher Parameter (z.B. Stromstärke, Lichtbogenlänge oder Schweißgas). Der Schweißvorgang ist eine handwerkliche Tätigkeit, bei der die Brennerführung sehr exakt unter Verwendung beider Hände erfolgen muss. Der Blick der SchweißerInnen muss beim Lichtbogen bleiben und jede Kleinstbewegung der Finger kann eine Ungenauigkeit im Schweißprozess verursachen. Aus diesem Grund liegt eine starke Funktionsbeeinträchtigung hinsichtlich der Nutzung der oberen Extremitäten während des Schweißvorgangs vor (vergleichbar mit der Beeinträchtigung von Menschen mit Tetraplegie bzw. Tetraparese). Daher sind die Interaktionsmöglichkeiten derzeit, auch bei aktuellen Brennergenerationen, stark eingeschränkt und umfassen häufig nur das Starten und Beenden des Schweißvorgangs sowie in manchen Fällen die eingeschränkte Leistungsveränderung. Alle weiteren Parameter können nur durch ein externes, an der Stromquelle angebrachtes Bedienpanel eingestellt werden, was eine Unterbrechung des Schweißvorgangs erfordert.

Welding Interaction in Future Industry

Das Projekt „Welding Interaction in Future Industry“ erforscht neuartige Interaktionsmethoden im Bereich des industriellen Schweißens (z.B. basierend auf Mundsteuerung, Kopfsteuerung oder Sprachsteuerung), die Potential für eine signifikante Verbesserung der derzeitigen Situation (auch hinsichtlich Geschwindigkeit und damit Produktivität) bieten. Die entwickelten Ansätze und Konzepte sollen es möglich machen, zukünftig die relevanten Konfigurationseinstellungen während des Schweißvorgangs vorzunehmen, d.h. ohne diesen unterbrechen zu müssen. Zusätzlich wird auch an Ausgabemethoden geforscht, die eine Rückmeldung hinsichtlich der Qualität des aktuellen Schweißvorgangs an den Schweißer ermöglichen (z.B. als haptisches Feedback über Aktuatoren in der Schutzkleidung).

Domänentransfer

Das Projekt setzt u.a. auf einen neuartigen Domänentransfer: Durch die vollständige Beanspruchung der oberen Extremitäten während des Schweißvorgangs lassen sich hinsichtlich Herausforderungen und Einschränkungen Parallelen zu Menschen mit Tetraplegie bzw. Tetraparese ziehen. Im Bereich assistierender Technologien für Menschen mit Beeinträchtigung wird seit vielen Jahren an alternativen Interaktionsmethoden geforscht. Diese Erkenntnisse sollen in die Domäne des industriellen Schweißens übertragen werden und umgekehrt sollen auch neue Erkenntnisse aus dem Projekt in die Domäne assistierender Technologien einfließen, wodurch von bislang ungenutzten Synergien profitiert werden kann. Die im Forschungsprojekt entwickelten Konzepte und Prototypen sollen wissenschaftlich evaluiert und hinsichtlich ihres Potentials für spätere wirtschaftliche Verwertbarkeit beurteilt werden.

Ziele

Die detaillierte Erhebung von Anforderungen an Interaktionslösungen im Kontext des industriellen Schweißens und für Menschen mit Beeinträchtigung

Die möglichst vollständige Erfassung des Kontexts des industriellen Schweißens

Eine an die Anforderungen beider Zielgruppen angepasste Konzeption von Interaktionslösungen

Die prototypische Entwicklung von Interaktionslösungen (betreffend sowohl Eingabe- als auch Ausgabeprozesse)

Die Evaluation der entwickelten Prototypen hinsichtlich ihrer Eignung für den Einsatz im industriellen Schweißen und für Menschen mit Beeinträchtigung

Einen Domänentransfer, d.h. den regen Austausch von Know-how, Erfahrungswerten und Technologie zwischen der Domäne des industriellen Schweißens und der Domäne der assistierenden Technologien für Menschen mit Beeinträchtigung

M. Augstein and T. Neumayr,"A Human-Centered Taxonomy of Interaction Modalities and Devices",Interacting with Computers,vol. 31,no. 1,2019,doi: https://doi.org/10.1093/iwc/iwz003.

M. Augstein, T. Neumayr and S. Pimminger,"WeldVUI: Establishing Speech-Based Interfaces in Industrial Applications",in Proceedings of INTERACT 2019 - 17th IFIP International Conference on Human-Computer Interaction,Paphos, Cyprus, Greece,2019.

M. Augstein, T. Neumayr, S. Pimminger, C. Ebner, J. Altmann and W. Kurschl,"Contextual Design in Industrial Settings: Experiences and Recommendations",in Proceedings of the 20th International Conference on Enterprise Information Systems,Funchal, Madeira, Portugal,2018,pp. 429-440.

T. Neumayr, M. Augstein, S. Pimminger, S. Schürz, M. Gstöttenbauer, W. Kurschl and J. Altmann,"From Assistive Technology to Industry and Back - Experiences with an Applied Domain Transfer",in Proceedings of the 16th International Conference on Computers Helping People with Special Needs,Linz, Austria,2018,pp. 541-551.