Workshop zur Entwicklung smarter PSA: Fortschritte und Ausblick im Projekt P3S2
Am 26. September 2024 wurde an der Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden (HTWD) ein ganztägiger Workshop zum Projekt P3S2 („präventives, persönliches, portables Schutzsystem“) durchgeführt. Das Ziel des Projekts besteht in der Entwicklung smarter persönlicher Schutzausrüstung. Der Workshop versammelte Teilnehmende aus verschiedenen Bereichen, darunter Vertreter der Hochschulen unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Michael Kuhl und seiner Forschungsgruppe sowie die Forschungsgruppen „tactile vision“ unter Prof. Georg Freitag und „Smart Production Systems“ unter Prof. Dirk Reichelt der HTW. Zu den Teilnehmenden gehörten außerdem Vertreter der BASF Schwarzheide GmbH sowie der Firma Isotemp, einem Hersteller von High-Performance-Schutzbekleidung.
Im Rahmen des Treffens erfolgte die Vorstellung der Demonstratoren den Projektpartnern gegenüber. Die HTW fokussierte sich insbesondere auf die Signalverarbeitung, wobei der Lösungsansatz in der grafischen Programmierung bestand, welche ein schnelles Prototyping ermöglicht. Die containerisierte Lösung ermöglicht sowohl einen Transfer als auch eine Duplizierung des Systems. Die Verwendung standardisierter Kommunikationsprotokolle, wie HTTP REST und MQTT, gewährleistet eine reibungslose Kommunikation. Für industrielle Anwendungen findet OPC UA Anwendung, während COAP (6LoWPAN) für persönliche Netzwerke genutzt wird. Ein besonderes Merkmal des Projekts ist der „Digitale Zwilling“ der PSA, der als digitaler Produktpass technische Daten, Zertifikate, Verbindungsinformationen, Fähigkeiten und Prüfpläne enthält und ECLASS-kompatibel ist.
In Bezug auf die Interaktion des Benutzers mit dem System stehen verschiedene Rückmeldesysteme zur Verfügung. Die Rückmeldesysteme wurden in Form von optischen Signalen über LEDs und Displays sowie haptischem Feedback im Handschuh implementiert. Die genannten Rückmeldesysteme reagierten auf das Auslösen eines Feuer- bzw. Gasalarms sowie beim Überschreiten der zulässigen Arbeitszeit. Des Weiteren wird im Falle einer nicht erfolgreichen Zugangskontrolle eine Vibration an der PSA sowie dem Bedienelement ausgelöst. Dies gewährleistet eine umfassende und flexible Informationsübermittlung an den Nutzer.
Die Hochschule Mittweida (HSMW) fokussierte sich auf die Weiterentwicklung von Schutzhandschuhen. Im Rahmen dessen erfolgt eine dezentrale Vernetzung diverser mobiler Knoten, sodass eine erweiterbare Hardwareplattform mit einheitlicher Kommunikationsschnittstelle entsteht. Die Überprüfung des Handschuhs erfolgt direkt über den Ärmel, wobei sowohl der Handschuhtyp als auch der korrekte Sitz automatisch erkannt werden. Bei Fehlverhalten wird ein vibrotaktiles Feedback an den Benutzer gesendet. Der Benutzer selbst wird als mobiler Knoten in das Netzwerk integriert und steht über ein Ad-hoc-Netzwerk mit der Fabrikinfrastruktur in Verbindung. Die integrierte Elektronik im Ärmel ermöglicht eine kontinuierliche Detektion der Handschuhe, wodurch eine verlässliche, effiziente und sichere Kommunikation gewährleistet wird.
Ein weiterer Schwerpunkt der Hochschule Mittweida liegt auf der Überwachung vitaler Daten. Die Überwachung vitaler Daten umfasst eine Vielzahl von Unterkategorien, wobei der Herzschlag eine besondere Rolle spielt. Die Erfassung des Herzschlags erfolgt mittels eines Brustgurtes, welcher die Daten an einen Personal Computer übermittelt. Anschließend erfolgt eine Einstufung des Signals in Gefahrenbereiche. Bei Erreichen einer bestimmten Alarmstufe erfolgt die Auslösung eines akustischen Signals sowie die Anzeige einer visuellen Warnung. Die Weiterentwicklung der Herzratenüberwachung zielt auf eine Übertragung auf einen Mikrocontroller ab. Die einzelnen Entwicklungsstufen zielen darauf ab, den Umfang des Systems zu reduzieren und anschließend die Funktion in die persönliche Schutzausrüstung (PSA) zu integrieren.
Die Intention des Workshops bestand darin, den Projektpartnern den gegenwärtigen Stand der Forschung zu vermitteln und den interaktiven Austausch zu intensivieren. Ferner wurde die Präsentation der jüngsten Konzepte und Forschungsergebnisse auf Fachmessen in der Region in Erwägung gezogen. Die Teilnahme an diesen Messen bietet die Möglichkeit, mit Anwendern von Persönlicher Schutzausrüstung (PSA) in einen Dialog zu treten, um weitere Anwendungsfälle zu identifizieren und Rahmenbedingungen zu klassifizieren. Des Weiteren ist vorgesehen, die präsentierten Systeme zu nutzen, um den Anwendern einen Ausblick auf mögliche zukünftige Entwicklungen in der Forschung zu geben.
Darüber hinaus ist vorgesehen, die Teilnahme an Fachmessen wie der Florian-Messe am Freitag, den 11. Oktober, zu nutzen, um den Austausch mit Anwendern und Experten aus den Bereichen Feuerwehr-, Zivil- und Katastrophenschutz zu intensivieren. Dort wird ebenfalls Heinrich Vorndamme oHG (Isotemp), einer unserer Projektpartner, vertreten sein.
Aufnahme eines Teststandes zur Analyse von Herzdaten
Im Rahmen des Forschungsprojekts P3S2 wurden im Laufe der vergangenen Wochen Herzraten-Daten aufgenommen. Dabei sind insbesondere die Mitglieder des Projekts involviert, die sich jeweils eine Stunde lang verschiedenen Aufgaben widmen. Diese Aufgaben umfassen sowohl normale Schreibtischarbeit als auch sportliche Betätigungen wie Liegestütze und Cardio. Das Ziel des Projekts besteht in der Generierung der Herzfrequenz in unterschiedlichen Aktivitätsphasen, um anschließend eine Echtzeit-Analyse der Herzdaten vorzunehmen.
Workshop an der HTWD für die weitere Konzeption und Planung innerhalb Projektes
Am 4. Juni fand an der HTW Dresden ein Workshop statt. Ziel der Veranstaltung war die Konzeption und die Planung eines demonstrativen Aufbaus für die im Herbst stattfinde Feuerwehrmesse Florian in Dresden. Gemeinsam mit dem Unternehmen Heinrich Vorndamme oHG sollen dort erste Umsetzung des Forschungsprojektes P3S2 gezeigt und zur Diskussion bereitgestellt werden. Im Fokus stehen selbstprüfende Schutzbekleidungen sowie die rechteabhängige Interaktion mit bestehender Infrastruktur und mobilen Messelementen.
Workshop an der HTWD bringt Innovationen für persönliche Schutzausrüstung hervor
Am 19. März 2024 fand an der HTWD ein ganztägiger Workshop statt, der sich mit dem Projekt P3S2 „präventives, persönliches, portables Schutzsystem“ befasste. Das Projekt, das die Entwicklung smarter persönlicher Schutzausrüstung vorantreibt, versammelte 14 Teilnehmende aus verschiedenen Bereichen, darunter auch die Forschungsgruppen tactile vision von Prof. Georg Freitag und Smart Production Systems von Prof. Dirk Reichelt der HTW Dresden sowie die Forschungsgruppe Systemelektronik der Hochschule Mittweida unter Leitung von Prof. Michael Kuhl.
Zu den Teilnehmenden gehörten auch Vertreter der BASF Schwarzheide GmbH, darunter Michael Krabbes – Leiter Werkfeuerwehr & Werkschutz, Dr. Robert Langsch – Fachgebietsleiter Sicherheitskonzepte, Marco Geisler Teamleiter Werkfeuerwehr, Christine Buness – Mitarbeiterin der Arbeitssicherheit sowie Tobias Thoren – Leiter Vertrieb & Marketing der Firma Isotemp, einem Hersteller von High-Performance Schutzbekleidung.
Der Workshop konzentrierte sich auf die gemeinsame Vorstellung und Analyse der im Rahmen der ESS-Sicherheitstage im Dezember 2023 erhobenen Anwendungsfälle und Herausforderungen für eine smarte persönliche Schutzausrüstung, nicht nur im Kontext von BASF sondern auch im Allgemeinen. Dabei wurden potenzielle nächste Schritte zur Bewertung des Potenzials und der Machbarkeit diskutiert.
Höhepunkte des Workshops waren die Führung durch die Industrie 4.0 Modellfabrik, bei der ein smartes Arbeitsumfeld mit intelligenten Bereichssperrungen vorgestellt wurden, sowie der Besuch des Mehrsinnlichen Interaktionsraum (MIR). Letzterer ermöglichte den Teilnehmenden, klang- und bildliche Welten zu erleben und die Atmosphäre in Notfallsituationen in einer Fabriksimulation nachzuempfinden.
Des Weiteren wurden verschiedene Prototypen präsentiert, darunter solche der Forschungsgruppe tactile vision, die sich auf die taktile Wahrnehmung konzentrieren, sowie eine Haptikweste der Hochschule Mittweida und eine smarte Feuerwehrjacke, die erkennen kann, ob die dazugehörige Schutzhandschuhe angelegt und geschlossen sind.
Ein Schwerpunkt lag auf der detaillierten Analyse der Arbeitsabläufe unter Vollschutz und der Identifizierung möglicher (technischer) Lösungsansätze. Das nächste Ziel für den weiteren Projektverlauf ist die zeitnahe Entwicklung eines ersten Prototyps für einen der identifizierten Anwendungsfälle.
Der Workshop an der HTWD markiert einen wichtigen Schritt in der Innovation für persönliche Schutzausrüstung und unterstreicht die bedeutende Zusammenarbeit zwischen Industrie und akademischer Forschung auf diesem Gebiet.
Interdisziplinares Treffen bei der HTW Dresden
Die Vertreter der Hochschule Mittweida und der Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW) Dresden haben sich zu einem internen Treffen in Dresden zusammengefunden, um den Stand der Technik zu analysieren und Lösungsansätze für gemeinsame Herausforderungen zu erarbeiten.
Anfänglich wurde ein detaillierter Überblick über den aktuellen Stand der Technik gegeben. Die Hochschule Mittweida stellte ihr Mesh-Netzwerk vor. Die HTW Dresden präsentierte eine Lösung, die visuelle, auditive und taktile Sinne in einem integrierten System vereint. Außerdem gab es eine Führung durch die Modellfabrik unter der Leitung von Stefan Vogt. Diese innovativen Ansätze bieten nicht nur neue Perspektiven für die Forschung, sondern auch vielfältige Anwendungsmöglichkeiten für die aufgezeigten Problemstellungen der BASF.
Ein wichtiges Thema des Treffens war außerdem die Diskussion der Problemstellungen, entstanden aus dem Workshop bei der BASF in Schwarzheide im vergangenen Jahr. Dabei ging es vor allem um das persönliche Monitoring, der generellen Umfelderfassung. Jedoch auch der Zustandsdiagnose der PSA, dem Personenmanagement und ganz wichtig auch die Unterstützung und Aufarbeitung der vorhandenen Schutzmaßnahmen. Die Teilnehmer der Hochschule brachten ihre Fachkenntnisse und den aktuellen Stand der Technik ein, um diese Problemstellungen zu konkretisieren und (technische) Lösungsansätze im weitesten Sinne zu formuliert.
Die Zusammenarbeit der verschiedenen Disziplinen ermöglichte eine umfassende Betrachtung, wodurch Potenziale für die Anwendung auf die gegebene Problemstellung bestehen.
Die Vertreter beider Hochschulen äußerten sich nach dem Treffen optimistisch hinsichtlich der zukünftigen Zusammenarbeit.
Workshop bei der BASF
Bei der BASF in Schwarzheide fand Anfang Dezember an zwei Terminen, dem 06.12 und 15.12.2023 zum aller ersten Mal ein Workshop zur Verbesserung der Arbeitssicherheit statt. Ziel der Veranstaltung war die Erkundung des Werksgeländes und die Identifizierung von Problemen zur Verbesserung der Sicherheit im Arbeitsalltag.
Die Teilnehmer erhielten eine Führung durch das Werk, bei der mögliche Gefahren aufgezeigt und identifiziert wurden. Im Mittelpunkt der Diskussionen standen Fragen wie An welchen Standorten können wir als Hochschulen mit unserer Technik ansetzen?‘ und ‚ Welche Lösungsansätze gibt es?‘. Durch die enge Zusammenarbeit von Mitarbeitern und Experten der BASF wurde eine gemeinsame Vision für eine sicherere Arbeitsumgebung entwickelt und anschließend in Gruppen jeweils noch verfeinert.
Die Präsentation von persönlichen, portablen und präventiven Sicherheitssystemen durch beide Hochschulen war besonders bemerkenswert. Dabei spielten Sensoren eine zentrale Rolle, da sie speziell darauf ausgelegt sind, die Arbeit zu unterstützen und die Sicherheitsstandards zu erhöhen. Die Sensoren liefern Echtzeitdaten zur Überwachung von Arbeitsprozessen und sollen frühzeitig auf mögliche Risiken hinweisen.
Robert Lansch, der Projektleiter der (e)Mission Zero, ESS/SU sagte zu den Workshops: „In den Workshops wurden viele Ideen aus den Einheiten eingebracht, die im nächsten Schritt bezüglich des Verbesserungspotenzials und der Machbarkeit bewertet werden. Das Ziel ist, einen funktionierenden Prototypen für einen konkreten Anwendungsfall zu entwickeln und diesen am Standort zu testen“ (BASFinformation 12/23)