Bachelor-/Masterarbeit: Entwicklung einer interaktiven und bedienerfreundlichen Oberfläche (GUI/NUI)

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Dirk Kaufer
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1 Entwicklung einer interaktiven und bedienerfreundlichen Oberfläche (GUI/NUI) Informationsübergabe mittels des Visualisierungssystems o Das Konzept der Informationsübergabe soll überarbeitet werden (mögliche Schritte: piktogrammbasierte Anweisungen; Anweisungen als Animationen; Videos) o Wie können zusätzliche Detail-Informationen angezeigt werden, falls der Bediener diese benötigt o Wichtige zu beachtende Eigenschaften: Lesbarkeit, Eindeutigkeit, hohe Informationsdichte, schnelle Informationsaufnahme möglich o Möglichkeit die Informationen von der Anlage an den Bediener zu regeln (viel Unterstützung, mittel, wenig, keine Unterstützung nur noch Überwachung) Über eine 3D-Sensorik erfolgt die Interaktion mit dem Arbeitsplatz (virtuell Touch) o Statische und dynamische Gesten überdenken; evtl. zusätzliche definieren o Wie müssen Gesten ausgestaltet sein, um Befehle an die Anlage einfach und eindeutig übergeben zu können? o Anwendbarkeit für den Bediener experimentell validieren Sonstige wichtige Aufgabenschritte: o Ganzheitliches zusammenpassendes Bedienungskonzept o Akzeptanz beim Bediener o Gestaltung eines Einlernmodus für den Bediener (Tutorial)

zu beachtende Eigenschaften: Lesbarkeit, Eindeutigkeit, hohe Informationsdichte, schnelle Informationsaufnahme möglich o Möglichkeit die Informationen von der Anlage an den Bediener zu regeln (viel

2 Weiterentwicklung eines Ausweich-Algorithmus für die sichere und effiziente Verwirklichung einer Mensch-Roboter Kollaboration Verfügbarkeitssteigerung o Finden von alternativen Roboterbahnen bei Verstellung des Weges durch dynamische Objekte o Konzepte für Anwendungsfälle bzw. Kooperationsmöglichkeiten des Roboters erarbeiten o Hohe Dynamik des aktiven Systems Designkriterien o Allgemeiner Ausweichfall (5-achsiger Roboter; Ausweichen in allen Achsen möglich und umsetzbar) o Mitbetrachtung des Sicherheitsbedürfnisses des menschlichen Bedieners o Ergonomie o Stabiles und ruckfreies Ausweichen Experimentelles Evaluieren des Algorithmus o Definieren von mehreren Testfällen o Test und Auswertung des Algorithmus am Experimentalsystem

Kooperationsmöglichkeiten des Roboters erarbeiten o Hohe Dynamik des aktiven Systems Designkriterien o Allgemeiner Ausweichfall (5-achsiger Roboter; Ausweichen in allen Achsen möglich

3 Machbarkeitsanalyse sowie Programmierung eines FPGAs zur CPU-Entlastung bei rechenaufwendigen Operationen Auswahl eines kompatiblen FPGA-Bausteines o Treiberunterstützung o einfache Einbindung in die Entwicklungs-tool-chain o einfache Programmierung (evtl. mit automatischem Code-Generator und über Hochsprachen programmierbar) Analyse und Konzept des Entlastungsmöglichkeiten o Analyse der Operationen auf Unterstützung/Berechnung durch einen FPGA o Einbindung des FPGAs in die Steuerungsarchitektur o Optimale Verwendung und Nutzung des FPGAs Entwicklung, Evaluierung und Implementierung einer Schnittstelle zum Leitrechner Verwirklichung zum Zweck der Anwendungsbeschleunigung von zeitkritischen Funktionen auf dem FPGA-Baustein o Sicherheitstechnik o Bildverarbeitung

mit automatischem Code-Generator und über Hochsprachen programmierbar) Analyse und Konzept des Entlastungsmöglichkeiten o Analyse der Operationen auf Unterstützung/Berechnung durch einen FPGA

4 Entwicklung einer flexiblen Prozesssteuerung für einen skalierbaren Montagearbeitsplatz Überarbeitung einer in C# erstellten Ablaufsteuerung o Modularisierung der Softwarestruktur, d.h. einfache Erweiterbarkeit o Flexibilisierung der Softwarestruktur, d.h. Entwicklung einer Schnittstelle über die der Anwender den Prozessablauf verändern kann Berücksichtigung einer möglichst einfachen Ablauf-Editierbarkeit Integration eines Rezepthandlings: Möglichkeit unterschiedliche Prozessabläufe zu verwirklichen o Standardisierte Schnittstellen zu anderen Systemkomponenten Schnittstellen schaffen und dokumentieren Möglichst einfache Erweiterbarkeit verwirklichen Erweiterung der Ablaufsteuerung: o Geeignete Visualisierung der jeweils aktuell zusammengestellten Ablaufsteuerung (z.b. grafische Darstellung des Ablaufes) o Zusätzliches Exception Handling implementieren (nach Rücksprache mit der Fachabteilung von Infineon Technologies) o Verwirklichung der Kommunikation mit dem Framework (z.b. Abholen von Datensätzen, Weiterleitung von Software Exceptions & Requests) o Anpassbarer Unterstützungsgrad (z.b. Regler mit definierten Unterstützungsstufen)

Erweiterbarkeit o Flexibilisierung der Softwarestruktur, d.h.

5 Entwicklung eines Konzepts zur sicheren Robotersteuerung bei Verwendung nichtechtzeitfähiger Betriebssysteme Konzepterstellung o Wie kann Sicherheit/Determinismus gewährleistet werden, wenn nicht-echtzeitfähige Betriebssysteme verwendet werden o Überlegung: Kombination Echtzeitbetriebssystem mit Nicht-Echtzeitbetriebssystem o Analyse welche Komponenten in Nicht-Echtzeit und welche in Echtzeit berechnet werden müssen Erstellung eines Benchmark o Erstellung eines Benchmarks zur Bestimmung der maximalen Auslastung (Berechnungskette Worst Case) für ein Echtzeitbetriebssystem und ein Nicht- Echtzeitbetriebssystem Test und Inbetriebnahme o Aufbau der Kommunikation zwischen den ausgewählten Betriebssystemeinheiten o Test des entwickelten Konzepts auf Funktionalität o Dokumentation und Validierung der Vorgehensweise

Echtzeit berechnet werden müssen Erstellung eines Benchmark o Erstellung eines Benchmarks zur Bestimmung der maximalen Auslastung (Berechnungskette Worst Case) für ein Echtzeitbetriebssystem und ein

6 Konzeptionierung/Entwicklung eines funktionellen und bedienerfreundlichen Informationsflusses für eine interaktive Bedienoberfläche Systemanalyse und -recherche o Analyse von welchen Komponenten Informationen an den Bediener weitergegeben werden müssen o Analyse wie die Informationen ausgelesen und aufbereitet werden können Konzept zur Informationsaufbereitung für den Bediener o Schnittstellenanalyse und Konzeptionierung der Software-Architektur Welche Schnittstellen müssen ausgelesen werden Wie können diese verbunden werden (Architektur) o Entwurf einer anwenderfreundlichen Informationsübermittlung o Weniger-ist-mehr-Konzept: nicht zu viel und nicht zu wenig Information an den Bediener geben und über die richtigen Informationsmodalitäten Implementierung der Informationsübermittlung in eine gegebene Bedienoberfläche Validierung und Test o Experimentelle Ergebnisse zur Funktionalität und Bedienerfreundlichkeit

Schnittstellenanalyse und Konzeptionierung der Software-Architektur Welche Schnittstellen müssen ausgelesen werden Wie können diese verbunden werden (Architektur) o Entwurf einer anwenderfreundlichen

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