Unfälle vermeiden durch digitale Auslegung der Sicherheitstechnik

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Zur Modellierung und Wiederverwendung der Sicherheitstechnik kann das Delmia-Modul „Smart Device Builder” genutzt werden. Denn die Architektur einer Steuerung für ein automatisiertes Fertigungssystem besteht aus „Smart Devices“ wie Steuertafeln, Relais, Schutzschaltern und aus aufbereiteten Anlagen- beziehungsweise Werkzeugkomponenten wie Vorrichtungen, Schutzeinrichtungen oder Fördertechnik. In den „Smart Devices“ ist eine Reihe von Parametern gespeichert, die das Verhalten der Anlagenkomponente oder der Werkzeuge beschreiben und somit für das Safety Engineering herangezogen werden können.

Systembibliothek sicherheitstechnischer Einrichtungen

Dies ist aber noch lange nicht industrielle Praxis. Im Gegenteil: Pilotprojekte hierzu sind rar, und auch führende Anbieter von Sicherheitstechnik im industriellen Umfeld stellen in der Regel noch keine Systembibliothek von Komponenten des Arbeitsschutzes bereit, die im virtuellen 3D-Fabrikmodell eingesetzt werden können. Doch gerade dies würde dem Planer erlauben, Lösungsvarianten schneller aufzubauen.

Eine solche Vorgehensweise bietet sich insbesondere für automatisierte Anlagen, bei denen die Mensch-Maschine-Interaktion im Wesentlichen bei der Zuführung und der Entnahme von Teilen, bei der Anlagenüberwachung oder im Störfall auftritt sowie für Anlagen mit komplexer Mensch-Maschine-Interaktion an (Bild 4).

Die Sicherheitstechnik kann der Anlagenlieferant, wenn er dafür vom OEM beauftragt wird, im Vorfeld virtuell erproben und absichern. Der OEM will schließlich auch bei der Anlagenprogrammierung am virtuellen Modell sehen, wie die Anlage funktioniert, bevor der Lieferant die Anlagenhardware aufstellt. Sie muss offline programmiert sein, sodass man die Anlage vor Ort einfahren und nach wenigen kleinen Korrekturen in Betrieb nehmen kann. Mit der Sicherheitstechnik sollte das genauso funktionieren.

Interdisziplinäre Planung der Schutzvorrichtungen

Die virtuelle 3D-Konzeption bietet weitere Vorteile: So können durch eine realitätsgetreue 3D-Darstellung auch Experten aus anderen Fachgebieten, wie zum Beispiel der Psychologie, einfach bei der Planung der Schutz- und Sicherheitstechnik mitarbeiten. Auf diese Weise werden Gefahrensituationen, die erst durch ein Zusammenspiel von Mensch und Technik entstehen, im Voraus entdeckt.

Besonders interessant ist die Möglichkeit, kritische Situationen zu simulieren und die beste Reaktion darauf herauszufinden und einzuüben. Dazu ließe sich auch virtuelle Realität (VR) einsetzen, so dass der Werker in eine komplett realistische 3D-Umgebung „eintauchen“ und an dieser virtuellen Anlage probeweise arbeiten kann.

Doch ob nun mit VR oder ohne: Entscheidend ist, dass durch eine weitgehend virtuelle Absicherung der Sicherheitstechnik am 3D-Modell inklusive Werker-/Bedienerschulung die besten Voraussetzungen geschaffen werden, um eine Anlage mit minimaler Kalibrierung vor Ort schnell und sicher in Betrieb zu nehmen. Dies führt zu einer erheblichen Verkürzung der Zeit bis zum Produktionsstart, der mit der gewünschten Leistung und voll funktionsfähiger Sicherheitstechnik erfolgen kann. MM

* Thomas Flaig ist Senior Delmia Sales Representative bei Dassault Systèmes in 70563 Stuttgart, Tel. (07 11) 2 73 00-0, dach.info@3ds.com; Thomas Otto ist freier Fachautor in München

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