Automatisierte Überwachung von Störfällen in Produktionshallen

Mit der fortschreitenden Automatisierung industrieller Produktionsprozesse reduziert sich die Anwesenheit von Fachkräften in den Produktionshallen bei gleichzeitiger Erhöhung neuer, zunehmend autonom arbeitender Maschinen, Robotersysteme oder fahrerloser Transportsysteme (FTS). Die durch den Menschen durchgeführte Überwachung der Maschinen und Halleninfrastruktur fällt dabei zunehmend herunter. Gleichzeitig bleiben die Anforderungen an die Betriebssicherheit bestehen, da diese in der Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV) vorgeschrieben sind. Vor dem Hintergrund des Fachkräftemangels besteht das Problem, dass eine personalsparende Überwachung der Produktionshallen auch bei steigendem Automatisierungsgrad sichergestellt werden muss. Bisher erfolgt dies manuell durch die Hallenverantwortlichen. Die Nutzung von vorhandenen Maschinendaten oder zusätzliche Überwachungssysteme sind Ausnahmen, da Marktlösungen nur einzelne Störfälle im Sinne der BetrSichV abdecken, kostenintensiv und zeitaufwändig zu konfigurieren sind.

Das Ziel von »WatchIt« ist eine Methodenentwicklung und der Machbarkeitsnachweis einer auf die BetrSichV ausgelegten, automatisierten Überwachung von Störfällen in Produktionshallen, wie Personenanwesenheiten in Gefahrbereichen oder bei Maschinenfehlern. In Erweiterung zum Stand der Technik soll ein Ansatz zur Datenaufnahme und -analyse gefunden werden, der sowohl vorhandene Anlagendaten zur Kostenreduktion als auch nachrüstbare Sensoren nutzt. Mit der Methodik sollen Abweichungen vom Sollzustand detektiert und für Hallenverantwortliche als zentrale Informationsquelle bereitgestellt werden. Da für die Einhaltung der gesetzlichen Vorgaben eine hohe Detektionsrobustheit nötig ist, werden Methoden der Data Augmentation ergänzt.

Die Validierung erfolgt als Laboraufbau bei einem Anwendungspartner in einem abgegrenzten Produktionsbereich, wo Störfälle in der Produktionshalle nachgestellt und die entwickelten Methoden daran gebenchmarkt werden (TRL 4). Der Laboraufbau dient zudem zur initialen Datenaufnahme eines digitalen Störfallkatalogs. Die Leistungsbewertung der Methodik erfolgt anhand von Testreihen im Laboraufbau sowie simulierten Tests, bei denen Störfaktoren anhand von Genauigkeits- und Robustheitsmetriken quantifiziert werden.