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Virtual Reality für den Arbeitsschutz nutzen
Schon vorher sehen, was später problematisch werden könnte: Die Digitalisierung macht das möglich. © Peter Nickel
Arbeiten 4.0

Virtual Reality für den Arbeitsschutz nutzen

Potenziell gefährliche Produkte oder Prozesse können in der virtuellen Realität untersucht und danach modifiziert werden. Teure Fehlkonstruktionen werden so verhindert.

Datum: 14.02.2019

Das Wetter ist heute bewölkt und die Schiffe fahren im Minutentakt in die Schleuse. Was auf den ersten Blick wirkt wie ein Computerspiel, ist eine simulierte Schiffsschleuse – mit allen Details, auf einem gebogenen, raumhohen Bildschirm in einem Labor in St. Augustin bei Bonn.

Hier, am Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA), forschen Fachleute mithilfe virtueller Umgebungen – und wie diese das Arbeiten in der echten Welt sicherer und gesünder machen können.

VR im Arbeitsschutz

Das VR-Labor am IFA ist speziell auf den Arbeitsschutz ausgerichtet und deshalb für alle Unfallversicherungsträger und ihre Mitgliedsbetriebe interessant und nützlich. Nachhaltige Prävention wird durch die Anwendung von VR gefördert. Im VR-Labor werden Produkte und Prozesse simuliert, die in der Realität

  • (noch) nicht existieren – Fehlentwicklungen können so vermieden werden
  • unerwünscht sind, weil sie eine Gefährdung darstellen, aber in VR ohne Gefahr untersucht werden können,
  • zu aufwändig zu untersuchen sind,
  • beschädigt sind, etwa bei Unfalluntersuchungen oder Fehleranalysen,
  • ihren Zustand oder ihre Qualität schnell verändern, beispielsweise bei Verschleiß oder Abnutzung.

Mithilfe von VR Sicherheitsrisiken beurteilen

„Virtuelle Simulationen bieten sich an für die Risikobeurteilung von Maschinen und die Gefährdungsbeurteilung von Arbeitsplätzen“, sagt Dr. Peter Nickel vom Fachbereich Unfallverhütung und Produktsicherheit, der am IFA das Thema Mensch-System-Interaktion und Virtuelle Realität (VR) betreut. Das trifft auch bei großen und aufwändigen Bauwerken zu – wie Schiffsschleusen.

Aktuell arbeitet das IFA an einem Projekt der Unfallversicherung Bund und Bahn sowie der Berufsgenossenschaft Verkehr mit: Verschiedene Beteiligte untersuchen, wie eine standardisierte Schiffsschleuse aussehen sollte und wie man mithilfe von VR bereits im Vorfeld den Arbeitsschutz in die Planung integrieren kann.

Virtuelle Simulation ergänzt zuweilen Begehung vor Ort

Hintergrund: In nächster Zeit werden zahlreiche Schleusen an deutschen Wasserstraßen neu gebaut. Die Bauwerke sind zum Teil über hundert Jahre alt und nicht mehr zeitgemäß. Um auf solch großen Anlagen Sicherheit und Gesundheit bei Arbeiten zu beurteilen, gibt es mehrere Möglichkeiten: Begehungen vor Ort, der Nachbau im Labor oder eine virtuelle Simulation.

Bei einer Anlage, die noch nicht gebaut ist, entfällt die erste Option. „Und der Nachbau im Labor ist meist zeitintensiv und nicht immer praktikabel“, so Nickel. Auch wenn die Untersuchung in der Realität zu gefährlich wäre, etwa aufgrund von großer Höhe oder Enge, kann eine VR-Simulation angeraten sein. „VR ist aber erstmal nur ein Werkzeug“, betont Nickel. „Wichtiger sind die Ziele, Aufgaben und Inhalte.“

Praxisbezug von Anfang an

Um die Simulationen mit Inhalt zu füllen, braucht es die richtigen Fachleute. Bei dem Projekt zu Schiffsschleusen sind das unter anderem Zuständige aus verschiedenen Dezernaten der Generaldirektion Wasserstraßen- und Schifffahrt sowie der Unfallversicherungsträger und des IFA. „Das sind alles Fachleute mit großem Praxisbezug“, sagt Nickel. Denn das IFA betreibt angewandte Forschung.

„Wir wollen praxistaugliche Lösungen entwickeln, Unternehmen oder Verwaltungen sollen ja später damit arbeiten oder die Ergebnisse direkt umsetzen können“, so Nickel weiter. Und deshalb wird erstmal gesammelt: Welche Planungsdaten können schon genutzt werden? Welche Arbeiten werden von wem, wann und wie in verschiedenen Lebensphasen der Anlage oder der Maschine durchgeführt? Welche Arbeitsschutzbeurteilungen sind von wem, wann und warum erforderlich?

Über zahlreiche Szenarien zur besten Lösung

150 Szenarien entwarf das Projektteam allein für die Risiko- und Gefährdungsbeurteilungen von Schiffsschleusen. Das reicht von Tauchgängen in der Kammer bis zu Kranarbeiten. Die Abläufe der Arbeitsschutzbeurteilungen und diese Szenarien bestimmten dann die Entwicklung der virtuellen Welten. Ist die Simulation in VR fertig, können die Szenarien erprobt und Risiken und Gefährdungen beurteilt werden.

„Die nächste Frage lautet dann: Welche konstruktiven Maßnahmen müssen ergriffen werden, damit eine Gefährdung vermieden werden kann?“, erklärt Nickel. Mithilfe der Simulationen in VR wurden viele Varianten der standardisierten Schiffsschleuse entwickelt; die Planungen für den Ersatz sind im Gange. Arbeitsschutzbeurteilungen werden dann später auch an den gebauten Schiffsschleusen stattfinden – für den Arbeitsschutz notwendige Veränderungen wird es aber viel weniger geben.

Autorin: Maren Zeidler

Veröffentlicht von: Redaktion