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High-Tech-Schutzhelm revolutioniert die Arbeitssicherheit

08.03.2016

Elektrotechniker der WHZ haben gemeinsam mit der GESIS GmbH eine Datenbrille entwickelt, die in einem Schutzhelm integriert ist und Informationen zur Arbeitssicherheit anzeigt. Zum Einsatz kommen soll die Technologie zum Beispiel in Stahlwerken, wo aufgrund der Arbeitsumgebung und Arbeitskleidung (Hitzeschutzkleidung, Schutzbrille, Gehörschutz, Handschuhe) eine klassische Gefahrenwarnung kaum möglich ist. WHZ-Mitarbeiter stellen die Erfindung ab 14. März auf der CeBIT vor.

Die Fakultät Elektrotechnik der Westsächsischen Hochschule Zwickau zeigt auf der CeBIT in Hannover eine schutzhelmintegrierte Datenbrille. Der Prototyp wurde in Zusammenarbeit mit dem Unternehmen GESIS Gesellschaft für Informationssysteme mbH, einer 100%igen Tochter der Salzgitter AG, entwickelt.


Der High-TEch-Schutzhelm von vorn

Westsächsische Hochschule Zwickau / Fakultät Elektrotechnik


Der High-Tech-Schutzhelm im Einsatz

Gesis GmbH

Ziel des gemeinsamen Projekts ist die Integration neuer Technologien in der Stahlindustrie. Eine Einsatzmöglichkeit ist die Verbesserung der Arbeitssicherheit für Mitarbeiter durch den Einsatz neuartiger AR-Technologie im Arbeitsalltag. Warnungen vor Gefahren, die sich außerhalb des Blickwinkels der Mitarbeiter befinden, können direkt ins Sichtfeld eingeblendet werden.

Mit ihren Eigenschaften hinsichtlich Robustheit, Betriebsdauer (8h) und dem großen virtuellen Sichtfeld, ist die Datenbrille auf die Bedürfnisse zum Einsatz in der Industrie zugeschnitten. Durch die neu entwickelte Einstellmöglichkeit mit Schwanenhals lässt sich die daran angebrachte Optik individuell vom Nutzer verstellen, so dass Lese- und Schutzbrillen darunter getragen werden können.

Klassische Gefahrenwarnung bei vielen Arbeitsumgebungen nicht möglich

Für viele Arbeitsumgebungen können klassische Mittel der Gefahrenwarnung eingesetzt werden. Beispielhaft seien hier eine Sirene bei Sprengarbeiten oder eine rote Ampel, wenn ein gewisser Gefahrenbereich nicht betreten werden darf, genannt. Bei gewissen Arbeitsstätten können die klassischen Methoden der Gefahrenwarnung jedoch nicht eingesetzt werden. Dies trifft auch auf Stahlwerke zu.

Die persönliche Schutzausrüstung eines Stahlarbeiters besteht oft aus einer Hitzeschutzkleidung mit passenden Handschuhen sowie Schutzhelm und Schutzbrille. Ebenfalls ist ein Gehörschutz erforderlich. Diese Ausrüstung schütz zwar den Arbeiter in seiner Umgebung vor Hitze, Lärm oder Staub, die klassische Gefahrenwarnung ist mit dieser Ausrüstung allerdings nur schlecht möglich. Klassische Warnsignale können durch den Gehörschutz bzw. durch die laute Umgebung nicht immer wahrgenommen werden. Zusätzlich schränken der Schutzhelm und die Schutzbrille die äußere Sicht auf die Gefahren selbst oder auf Gefahrenhinweise ein.

Neuartige Technologie der Gefahrenwarnung

Eine Lösung ist die Integration einer visuellen Gefahrenwarnung in die Schutzausrüstung. Konkret wird in einem Standardschutzhelm eine Datenbrille integriert. Im Normalfall wird mit dieser Technologie der Arbeiter nur gering eingeschränkt. Im Falle, dass sich der Arbeiter in einem Gefahrenbereich befindet oder direkt vor eine Gefahr gewarnt werden soll, wird in das Sichtfeld des Nutzers eine virtuelle Gefahrenwarnung eingeblendet. Diese kann der Arbeiter in jeder Position und Bewegung wahrnehmen. Die Schutzhelmdatenbrille beinhaltet einen Akku sowie eine Bluetooth Schnittstelle und kann damit Daten von einem Smartphone oder durch entsprechende Sender in der Arbeitsumgebung empfangen.

Einsatz flexibel bei allen Nutzergruppen möglich

Die Datenbrille ist so konzipiert, dass ein flexibler Einsatz möglich ist. Gewährleistet wird die kompatible Nutzung durch ein Modul mit Schwanenhals. Da jeder Nutzer eine andere Kopfform und Augenabstand besitzt kann die korrekte Position des Optikmoduls über den Schwanenhals individuell eingestellt werden. Ebenfalls muss die Augendominanz berücksichtigt werden. Abhängig vom Nutzer wird die Umgebung entweder mit dem rechten oder linken Auge mehr wahrgenommen. Die virtuellen Informationen sollten deshalb immer am dominanten Auge angezeigt werden. Das Modul mit Schwanenhals kann somit rechts oder links am Schutzhelm angebracht werden.

Weitere Einsatzmöglichkeiten möglich

Neben der primären Funktion der Gefahrenwarnung sind weitere Anwendungen im Bereich der „Augmented Factory“ möglich. So kann beispielweise eine virtuelle Liste der abzuarbeitenden Werkstücke zur Qualitätskontrolle oder Anlagenbestandteile, wie Verbrauchsmaterialien, Walzenzustand und Auslauf der Anlage, im Rahmen der Installation oder bei Anlagenstörungen angezeigt werden. Bei der Datenbrille kann z.B. eine Störung am aktuellen Standort des Mitarbeiters eingeblendet, und somit die Fehlerbehebung beschleunigt werden. Da die verbale Kommunikation mit Mitarbeitern im Stahlwerk schwer ist, kann durch die Schutzhelmdatenbrille ein Audio- und Video-Mitarbeiterchat bereitgestellt werden. Ebenfalls ist der Einsatz der Schutzhelmdatenbrille im Zusammenhang mit Remote Support möglich. Dabei verbindet sich der Nutzer vor Ort mit einer Fernwartungszentrale und wird über eine bidirektionale Audio- und Videoverbindung durch die Reparatur, Instandhaltung oder Bedienung geleitet.

Simulation eines virtuellen Ganges durch ein Stahlwerk

Am Messestand kann der Besucher die Schutzhelm-Datenbrille aufsetzen und damit einen virtuellen Gang durch ein Stahlwerk machen. Der „neue“ Mitarbeiter muss einen Tag als Stahlarbeiter verbringen und möglichen Gefahren, die an seinem ersten Tag auf ihn lauern, aus dem Weg gehen.

Neuer Masterstudiengang der WHZ bildet Datenbrillen-Spezialisten aus

Parallel zum Einsatz der neuen Schutzhelm-Datenbrille bietet die Fakultät Elektrotechnik einen neuen Masterstudiengang „Elektrische und Elektronische Systeme“ an, der sich u.a. auf die Anwendung von Datenbrillen spezialisiert. „Aufgrund unserer Forschungsaktivitäten und Auftragsforschungen für die Industrie zum Thema Datenbrille konnten wir uns in diesem neuen und zukunftsträchtigen Fachgebiet entsprechendes Know-how erarbeiten, das wir jetzt in die praxisorientierte Studentenausbildung einsetzen können“, so Prof. Rigo Herold, Professor für Digitale Systeme an der Fakultät Elektrotechnik der WHZ. Die WHZ bildet somit jetzt schon die zukünftig benötigten Fachkräfte aus, die in der Industrie Datenbrillenanwendungen umsetzen und somit u.a. im Zuge von „Industrie 4.0“ die Wirtschaftsfähigkeit Deutschlands durch den Einsatz der Datenbrillentechnologie weiter ausbauen können.

Hinweis für Journalisten:
Auf der CeBIT hält Prof. Rigo Herold im Forum future talk zum Thema „Schutzhelm integrierte Datenbrille“ einen Fachvortrag (16.03.2016, 13:00 – 13:30, Halle 6, Stand B54). Die Westsächsische Hochschule stellt gemeinsam mit GESIS die Demonstration am Gemeinschaftsstand FORSCHUNG FÜR DIE ZUKUNFT in Halle 6 auf Stand B24 aus. Prof. Rigo Herold steht am Messestand für Fragen zum Thema Lehre und Forschung der Fakultät Elektrotechnik bereit.

Informationen und Kontakt:
Westsächsische Hochschule Zwickau - Fakultät Elektrotechnik
Prof. Dr. Rigo Herold
Dr.-Friedrichs-Ring 2a, 08056 Zwickau
Telefon: +49 375 5361443
E-Mail: Rigo.herold@fh-zwickau.de

GESIS Gesellschaft für Informationssysteme mit beschränkter Haftung
Thorsten Schulz
Eisenhüttenstraße 99, 38239 Salzgitter
Telefon +49 5341 21-7255
Telefax +49 5341 21-4660
E-Mail: Thorsten.schulz@gesis.de

Weitere Informationen:

http://www.fh-zwickau.de
http://www.gesis.de
http://www.fh-zwickau.de/index.php?id=11973

Sascha Vogelsang | idw - Informationsdienst Wissenschaft

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