CoboTank - Entwicklung und Erprobung kollaborativer und automatisierter Robotersysteme zur Unterstützung des Beladevorgangs von Tankschiffen

Abstract

Das Projekt CoboTank entwickelte innovative, kollaborative Robotersysteme zur Unterstützung des Beladevorgangs von Tankschiffen, um die Effizienz und Sicherheit im Flüssiggutumschlag zu verbessern. Durch die Kombination von Teilautomatisierung und Mensch-Roboter-Kollaboration übernimmt der Roboter schwere körperliche Aufgaben wie das Handhaben von Schläuchen, während der Mensch überwachende und steuernde Funktionen ausführt. Dies führt zu einer deutlichen physischen und psychischen Entlastung des Personals, wie Probandenstudien bestätigten. Die technische Machbarkeit wurde durch den Aufbau skalierter (1:10) und realmaßstäblicher (1:1) Demonstratoren erfolgreich nachgewiesen. Die intuitive Mensch-Maschine-Schnittstelle mit tragbarem Bedienteil und ergonomischem Handgriff ermöglicht eine einfache und nutzerfreundliche Bedienung. Der teilautomatisierte Prozessablauf optimiert die Vorbereitung, Durchführung und den Abschluss des Umschlags durch die Kombination manueller und automatisierter Schritte. Darüber hinaus wurden Konzepte für einen vollautomatisierten Umschlag entwickelt. Die Projektergebnisse legen den Grundstein für die weitere Produktentwicklung und die Richtlinienarbeit, um den Fachkräftemangel zu lindern und die Wettbewerbsfähigkeit der Binnenschifffahrt zu stärken. Langfristig könnte das System einen wichtigen Beitrag zur Modernisierung und Digitalisierung der Hafenlogistik leisten. The CoboTank project developed innovative collaborative robotic systems to support the loading process of tanker vessels, aiming to enhance efficiency and safety in liquid cargo handling. By combining partial automation with human-robot collaboration, the robot takes over physically demanding tasks such as hose handling, while human operators focus on monitoring and control functions. This approach significantly reduces both physical and mental strain on personnel, as confirmed by user studies. The technical feasibility was successfully demonstrated through the construction of scaled (1:10) and full-scale (1:1) prototypes. An intuitive human-machine interface, featuring a portable control unit and ergonomic hand guidance, ensures simple and user-friendly operation. The semi-automated workflow optimizes the preparation, execution, and completion of the loading process by integrating manual and automated steps. Additionally, concepts for fully automated loading were developed. The project results lay the foundation for further product development and regulatory work to address labor shortages and strengthen the competitiveness of inland waterway transport. In the long term, the system could play a key role in modernizing and digitizing port logistics.