DE202020107299U1 - Sicherheitssystem - Google Patents

Sicherheitssystem Download PDF

Info

Publication number
DE202020107299U1
DE202020107299U1 DE202020107299.4U DE202020107299U DE202020107299U1 DE 202020107299 U1 DE202020107299 U1 DE 202020107299U1 DE 202020107299 U DE202020107299 U DE 202020107299U DE 202020107299 U1 DE202020107299 U1 DE 202020107299U1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
radio
process parameter
control
evaluation unit
person
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE202020107299.4U
Other languages
English (en)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sick AG
Original Assignee
Sick AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sick AG filed Critical Sick AG
Priority to DE202020107299.4U priority Critical patent/DE202020107299U1/de
Publication of DE202020107299U1 publication Critical patent/DE202020107299U1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16P—SAFETY DEVICES IN GENERAL; SAFETY DEVICES FOR PRESSES
    • F16P3/00—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body
    • F16P3/12—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine
    • F16P3/14—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine the means being photocells or other devices sensitive without mechanical contact
    • F16P3/141—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine the means being photocells or other devices sensitive without mechanical contact using sound propagation, e.g. sonar
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16P—SAFETY DEVICES IN GENERAL; SAFETY DEVICES FOR PRESSES
    • F16P3/00—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body
    • F16P3/12—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine
    • F16P3/14—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine the means being photocells or other devices sensitive without mechanical contact
    • F16P3/142—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine the means being photocells or other devices sensitive without mechanical contact using image capturing devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16P—SAFETY DEVICES IN GENERAL; SAFETY DEVICES FOR PRESSES
    • F16P3/00—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body
    • F16P3/12—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine
    • F16P3/14—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine the means being photocells or other devices sensitive without mechanical contact
    • F16P3/147—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine the means being photocells or other devices sensitive without mechanical contact using electro-magnetic technology, e.g. tags or radar
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/74—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/76—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems wherein pulse-type signals are transmitted
    • G01S13/765—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems wherein pulse-type signals are transmitted with exchange of information between interrogator and responder
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/06—Position of source determined by co-ordinating a plurality of position lines defined by path-difference measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/14—Determining absolute distances from a plurality of spaced points of known location
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/003—Transmission of data between radar, sonar or lidar systems and remote stations
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/04—Systems determining presence of a target
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/86—Combinations of radar systems with non-radar systems, e.g. sonar, direction finder

Abstract

Sicherheitssystem (1) zur Lokalisierung von mindestens einem Objekt (2), mit mindestens einer Steuer- und Auswerteeinheit (3), mit mindestens einem Funkortungssystem (4),wobei das Funkortungssystem (4) mindestens drei angeordnete Funkstationen (5) aufweist,wobei an dem Objekt (2) mindestens ein mobiles Gerät (19) mit mindestens einem Funktransponder (6) angeordnet ist,wobei mittels dem Funkortungssystem (4) Positionsdaten des Funktransponders und damit Positionsdaten der Objekte (2) ermittelbar sind,wobei die Positionsdaten von der Funkstation (5) des Funkortungssystems (4) an die Steuer- und Auswerteeinheit (3) übermittelbar sind,und/oder die Positionsdaten von dem Funktransponder (6) an die Steuer- und Auswerteeinheit (3) übermittelbar sind,dadurch gekennzeichnet, dassdie Steuer- und Auswerteeinheit (3) ausgebildet ist, die Positionsdaten des Funktransponders zyklisch zu erfassen,wobei die Objekte (2) Personen (9) oder mobile Objekte (7) sind,wobei der Funktransponder (6) eine Identifikation aufweist, wobei jeweils ein Funktransponder (6) mindestens entweder einer Person (9) oder einem mobilen Objekt (7) zugeordnet ist, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit (3) ausgebildet ist, die Personen (9) und mobilen Objekte (7) zu unterscheiden,wobei um den Funktransponder herum ein räumlich ausgedehntes Schutzvolumen (20) gebildet ist, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit (3) ausgebildet ist, mindestens einen Prozessparameter zu verarbeiten,wobei das räumlich ausgedehnte Schutzvolumen (20) abhängig von dem mindestens einen Prozessparameter einstellbar ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sicherheitssystem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Es ist in der industriellen Sicherheitstechnik aktuelle Praxis, Gefährdungen lokal an der Gefährdungsstelle zu beherrschen, indem eine Annäherung oder Anwesenheit einer Person detektiert wird und sicherheitsgerichtet eine Maschine oder Fahrbewegung gestoppt oder die Bewegung verlangsamt wird. Der Stand der Technik beschreibt lediglich lokale Sicherheitskonzepte.
  • Personen sollen möglichst effizient vor Verletzungen durch Maschinen wie Roboter, Pressen oder autonome Fahrzeuge geschützt werden. Die Maschinen sollen sich auch nicht gegenseitig beschädigen bzw. zerstören. Auch Kollisionen mit Transportgütern auf einem autonomen Fahrzeug oder an Maschinen soll vermieden werden.
  • Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Optimierung zwischen Sicherheit und Produktivität zu erreichen. Ein notwendiges Mindestmaß an Sicherheit ist vorgegeben, teilweise durch Sicherheitsstandards, teilweise durch schärfere Vorgaben bzw. ein höheres Sicherheitsbedürfnis von Anwendern. Gleichzeitig soll auch eine Produktivität von Personen und Maschine maximiert werden.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Sicherheitssystem anzugeben, das nicht nur eine lokale Absicherungsmöglichkeit bietet. Es soll ermöglicht werden, dass auf Basis vorliegender Positionsinformationen alle Personen und mobilen Objekte bzw. mobile Fahrzeuge, Fertigungs- und/oder Logistikabläufe derart steuerbar sind, dass ein Restrisiko für alle beteiligten Personen tolerierbar ist und eine Produktivität einer Anlage bzw. Automatisierungsabläufe optimal sind.
  • Die Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 gelöst durch ein Sicherheitssystem zur Lokalisierung von mindestens einem Objekt, mit mindestens einer Steuer- und Auswerteeinheit, mit mindestens einem Funkortungssystem, wobei das Funkortungssystem mindestens drei angeordnete Funkstationen aufweist, wobei an dem Objekt mindestens ein mobiles Gerät mit mindestens einem Funktransponder angeordnet ist, wobei mittels dem Funkortungssystem Positionsdaten des Funktransponders und damit Positionsdaten der Objekte ermittelbar sind, wobei die Positionsdaten von der Funkstation des Funkortungssystems an die Steuer- und Auswerteeinheit übermittelbar sind und/oder die Positionsdaten von dem Funktransponder an die Steuer- und Auswerteeinheit übermittelbar sind, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit ausgebildet ist, die Positionsdaten des Funktransponders zyklisch zu erfassen, wobei die Objekte Personen oder mobile Objekte sind, wobei der Funktransponder eine Identifikation aufweist, wobei jeweils ein Funktransponder mindestens entweder einer Person oder einem mobilen Objekt zugeordnet ist, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit ausgebildet ist, die Personen und mobilen Objekte zu unterscheiden, wobei um den Funktransponder herum ein räumlich ausgedehntes Schutzvolumen gebildet ist, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit ausgebildet ist, mindestens einen Prozessparameter zu verarbeiten, wobei das räumlich ausgedehnte Schutzvolumen abhängig von dem mindestens einen Prozessparameter einstellbar ist.
  • Die Begriffe Schutzvolumen und Schutzbereich werden im Folgenden als synonyme Begriffe verwendet.
  • Über das räumlich ausgedehnte Schutzvolumen sind die Objekte geschützt. Kommt das Objekt zu nahe an eine Gefahrenstelle, so kann das dem Objekt gemeldet werden, beispielsweise visuell und das Objekt kann sich wieder von der Gefahrenstelle entfernen.
  • Im Falle von Personen als Objekte kann die Person sich beispielsweise zu Fuß der Gefahrenstelle bis auf einen erlaubten Mindestabstand nähern. Sobald sich die Person dem Mindestabstand nähert, wird die Person beispielsweise visuell gewarnt. Gleichzeitig kann es auch vorgesehen sein, dass die Gefahrenstelle auf die Annäherung der Person reagiert und das Maß einer möglichen Gefährdung reduziert.
  • Im Falle von mobilen Objekten, welche beispielsweise autonom fahrende Fahrzeuge sind, kann sich das mobile Objekt beispielsweise fahrend der Gefahrenstelle bis auf einen erlaubten Mindestabstand nähern. Sobald sich das mobile Objekt dem Mindestabstand nähert, wird das mobile Objekte beispielsweise mittels Kommandos von der Steuer- und Auswerteeinheit gewarnt. Gleichzeitig kann es auch vorgesehen sein, dass die Gefahrenstelle auf die Annäherung des mobilen Objektes reagiert und das Maß einer möglichen Gefährdung reduziert. Auch können mehrere mobile Objekte gegenseitig reagieren, beispielsweise durch Ausweichmanöver und/oder Bremsmanöver.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist mindestens ein Prozessparameter vorgesehen, von dem das Schutzvolumen abhängig ist, bzw. das Schutzvolumen aufgrund des Prozessparameters geändert werden kann.
  • Der Prozessparameter stammt beispielsweise von einer Anlage, in welcher das Sicherheitssystem betrieben wird. So kann der Prozessparameter beispielsweise von einer übergeordneten Steuerung, einer speicherprogrammierbaren Steuerung oder ähnlichen Steuerungen kommen.
  • Beispielsweise wird das Schutzvolumen abhängig von dem Prozessparameter vergrößert oder verkleinert. Dabei wird also beispielsweise eine Größe bzw. Ausdehnung des Schutzvolumens geändert.
  • Weiter kann es auch vorgesehen sein, eine Form des Schutzvolumens abhängig von dem Prozessparameter zu ändern.
  • Weiter kann es vorgesehen sein, eine Richtung oder eine Ausrichtung des Schutzvolumens zu ändern bzw. anzupassen.
  • Bei dem Prozessparameter kann es sich um mindestens einen digitalen oder analogen Wert handeln, welcher aufgrund einer Prozessgröße erzeugt wird. Der Prozessparameter kann beispielsweise aufgrund mindestens einer einzelnen Nachricht, aufgrund einer zyklische Nachricht oder auch aufgrund einer ständig aktualisierte Nachricht vorliegen.
  • Das Sicherheitssystem erlaubt es mit Hilfe einer strategischen Risikominderung sehr vorausschauend und frühzeitig reduzierend auf eine Entstehung von Risiken einzuwirken und Gefährdungen ohne die Produktivitätseinbußen bekannter situativer Risikominderungsstrategien zu vermeiden.
  • Es ist eine Absicherung über größere Bereiche, also beispielsweise von vielen Arbeitsstationen, von vielen Robotern oder beispielsweise gar von ganzen Produktionshallen möglich, da nicht nur eine lokale Anwesenheit oder Annäherung von Personen detektiert wird, sondern eine Position vieler in einem Umfeld oder Bereich aktiven Personen und mobilen Objekten bzw. mobilen Maschinen detektierbar ist und fortlaufend verfolgt werden kann.
  • Das hat den Vorteil, dass sich anbahnende Gefährdungen sehr viel frühzeitiger aufgedeckt werden können, da die Steuer- und Auswerteeinheit bzw. das Sicherheitssystem die Positionen von vielen Objekten gleichzeitig kennt und deren zyklischen zeitlichen Verlauf ebenfalls kennt. Dadurch können durch das Sicherheitssystem Maßnahmen zur Risikominderung durchgeführt werden, die sehr viel weniger invasiv in die Automatisierungsabläufe eingreifen und die Produktivität weniger stören.
  • Die bisher übliche Strategie nach dem Stand der Technik, wonach bei Anwesenheit einer Person in einen Gefahrenbereich eine Maschine abgeschaltet wird oder verlangsamt wird, kann zwar auch gemäß der Erfindung vorgesehen sein, jedoch ist es mit der vorliegenden Erfindung auch möglich, eine Abschaltung oder eine unmittelbare Verlangsamung zu vermeiden, da mehr Informationen zur Gesamtsituation und der Positionen der Objekte vorliegen.
  • Die Ortung der Funktransponder erfolgt durch Laufzeitmessungen von Funksignalen, die zyklisch zwischen den Funktranspondern und mehreren festen Funkstationen ausgetauscht werden. Diese Triangulation funktioniert sehr gut, wenn die Signale mit ausreichender Signalstärke und auf geradem bzw. direktem Ausbreitungswege übermittelt werden.
  • Gemäß einer ersten Alternative der Erfindung werden die Signale eines Funktransponders von mehreren ortsfesten Funkstationen bzw. Ankerstationen empfangen und über eine Laufzeitvermessung z.B. ‚Time of arrival' (TOA) oder z.B. ‚Time Difference of Arrival' (TDOA) die Grundlage für die Ortung geschaffen. Die Berechnung bzw. Schätzung der Position eines Funktransponders geschieht dann auf der Steuer- und Auswerteeinheit beispielsweise einem zentralen RTLS-Server (Real-Time-Location-System-Server), der über eine drahtlose oder drahtgebundene Datenverbindung an alle Funkstationen bzw. Ankerstationen angeschlossen ist. Diesen Modus der Ortung nennt man RTLS-Modus (Real-Time-Location-System-Modus).
  • Alternativ kann die Positionsinformation jedoch auch auf jedem Funktransponder ermittelt werden. In diesem Fall arbeitet das Sicherheitssystem vergleichbar mit dem GPS-Navigationssystem. Jeder Funktransponder empfängt die Signale der Funkstationen bzw. Ankerstationen, die in einem festen zeitlichen Bezug zueinander ausgesendet werden. Auch hier kann über die verschiedenen Laufzeitmessungen und die Kenntnis der Funkstationspositionen bzw. Ankerpositionen eine Positionsschätzung des Funktransponders vorgenommen werden. Der Funktransponder selbst berechnet seine Position und kann diese bei Bedarf mit Hilfe des UWB-Signals oder anderer drahtloser Datenverbindungen an den RTLS-Server übertragen.
  • Die Positionsbestimmung im GPS-Modus ist in verschiedener Hinsicht unabhängig von der Positionsbestimmung im RTLS-Modus:
    • - Die Berechnung findet beispielsweise nicht in einem zentralen Server statt, sondern lokal auf einem Funktransponder.
    • - Die Grundlage für die Positionsberechnung sind die ermittelten Laufzeiten der Signale der ortsfesten Funkstationen. Im Gegensatz dazu dienen im RTLS-Modus die Signale der Funktransponder zur Laufzeitberechnung.
    • - Die Entscheidung, welche Untermenge der vorhandenen Funkstationssignale zur Positionsberechnung verwendet werden, wird auf Basis der ermittelten Signalgüte und relativen Funkstationspositionen durch den Funktransponder getroffen. Damit wird eine Untermenge der vorhandenen Sendesignale benutzt. Im RTLS-Modus wird umgekehrt auf eine Untermenge der an den verschiedenen Funkstationen empfangenen Signale zurückgegriffen.
  • Diese Unabhängigkeit der Positionsbestimmung kann nun verwendet werden, um die Ortung zu überprüfen. Wenn beide Modi parallel betrieben werden, d.h. Positionsdaten sowohl im RTLS-Modus als auch im GPS-Modus ermittelt werden, dann kann auf diesem Weg ein diversitärer und redundanter Vergleich zur Überprüfung erfolgen. Voraussetzung ist die Zusammenführung beider Positionsinformationen in der Steuer- und Auswerteeinheit.
  • Das Sicherheitssystem ermöglicht einen strategischen Risikominderungsansatz der sich von dem bekannten situativen Risikominderungsansatz mindestens dadurch unterscheidet, dass zur Situationsbewertung Informationen verwendet werden, die aus einem wesentlich größeren räumlichen Bereich, beispielsweise bestenfalls der gesamten betrachteten Anlage, ermittelt werden.
  • Aufgrund der größeren Reichweite der Eingangsinformationen und der damit verbundenen größeren Vorwarnzeit bis zur Manifestation einer Gefährdung können weitreichendere Prädiktionen über die erwartete Entwicklung des Geschehens erfolgen und es können mögliche Gefährdungen deutlich früher identifiziert werden, im Vergleich zu bekannten Umfeldsensoren, die nur lokal beschränkt sind.
  • Es sind Maßnahmen zur Risikominderung vorgesehen, die eine deeskalierende Abfolge von Maßnahmen ermöglichen, die ihre Wirksamkeit aufgrund längerer Vorlaufzeit besser entfalten und die die Einwirkung auf das Verhalten der beteiligten Personen mit einbeziehen.
  • Durch das Sicherheitssystem erfolgt eine Optimierung einer gesamten Anlage oder von Teilbereichen unter Berücksichtigung einer Zwangsbedingung eines tolerierbaren Restrisikos als Entscheidungskriterium.
  • Die hier verwendete Risikominderung verwendet als Eingangsinformationen vorzugsweise die Positionsinformationen aller Objekte, also aller Personen und mobilen Objekte, in der Regel mobile Fahrzeuge und beispielsweise zugehörige Genauigkeitsinformationen.
  • Durch das Sicherheitssystem werden Informationen zum Betriebsumfeld, wie zum Beispiel die Kenntnis über zugängliche Bereiche, beispielsweise Fahrwege und die Positionen der Gefahrstellen der Maschinen berücksichtigt.
  • Bei dem mobilen Objekt, einer bewegbaren Maschine bzw. mobilen Maschine kann es sich beispielsweise um ein führerloses Fahrzeug, fahrerloses Fahrzeug bzw. autonomes Fahrzeug, um ein autonom geführtes Fahrzeug (Autonomous Guided Vehicles, AGV), um einen autonom mobilen Roboter (Autonomous Mobile Robots, AMR), um einen industriemobilen Roboter (Industrial Mobile Robots, IMR) oder um einen Roboter mit bewegbaren Roboterarmen handeln. Die mobile Maschine weist somit einen Antrieb auf und kann in verschiedenen Richtungen bewegt werden.
  • Bei der Person kann es sich beispielsweise um eine Bedienperson oder Wartungsperson handeln. Die Funktransponder sind beispielsweise an der Kleidung oder einer Ausrüstung der Person angeordnet. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Weste handeln, an der die Funktransponder fest fixiert sind. Die Funktransponder sind beispielsweise an den Schultern und im Brust- oder Rückenbereich angeordnet. Jedoch können die Funktransponder auch an anderen Stellen der Person angeordnet sein. Beispielsweise sind zwei Funktransponder an den Schultern einer Weste einer Person angeordnet.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist der Prozessparameter mindestens eine Uhrzeit und/oder mindestens ein Datum.
  • Damit ist der Prozessparameter zeitabhängig. Somit kann das Schutzvolumen zeitabhängig angepasst werden. Beispielsweise wird das Schutzvolumen zu bestimmten Uhrzeiten bzw. zu bestimmten Tagen regelmäßig geändert.
  • Beispielsweise können zeitabhängigen Gegebenheiten in einer Werkhalle mitberücksichtigt werden. Dadurch muss das Sicherheitssystem nicht von einem schlechtesten Fall ausgehen, der zu einer vielleicht nur kurzen Uhrzeit auftreten kann, sondern das Schutzvolumen kann gezielt an eine Uhrzeit angepasst werden.
  • Weiter können zeitabhängige Änderungen des Schutzvolumens bzw. Sicherheitsabstände beispielsweise für Nachtschichten vorgesehen sein, da ggf. dann generell ein etwas höheres Sicherheitsniveau erreicht werden soll, da die Personen eher unkonzentriert sind als in einer Tagschicht.
  • Beispielsweise können auch zu bestimmten Uhrzeiten, beispielsweise täglich zwischen z.B. 8 - 10 Uhr oder 17 - 19 Uhr größere Schutzvolumen vorgesehen sein, da zu diesen Zeiten beispielsweise besonders viele Personen in einer Halle sind, z.B. zur ,rush hour' wegen Schichtwechsel oder weil fertige Ware ein- bzw. ausgeladen wird.
  • Beispielsweise können die Schutzvolumen bzw. Schutzbereiche auch abhängig vom Wochentag geändert werden. So können an regulären Arbeitstagen wie beispielsweise Montag bis Freitag übliche vorgesehene Schutzvolumen bereitgestellt werden. Jedoch können an Samstagen und Sonntagen sehr größere Schutzbereiche eingestellt werden, da beispielsweise Reinigungspersonal oder Wartungspersonal sich in den Bereichen aufhält, die nahe den Gefahrstellen sind und diese Personen frühzeitiger gewarnt werden sollen.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist der Prozessparameter mindestens eine Ortsangabe.
  • Beispielsweise erfolgt eine Anpassung des Schutzvolumens, wenn sich die Person bzw. ein Werker innerhalb einer Maschine befindet, beispielsweise um Wartungsarbeiten vorzunehmen. Auf diese Weise kann abhängig vom detektierten Ort ein automatischer Einrichtbetrieb der Anlage, speziell für Service-Techniker, Reinigungs- oder Wartungsarbeiten durch die Person realisiert werden.
  • Beispielsweise kann die Person dem Sicherheitssystem mitteilen, ob eine gesamte Anlage stillgelegt werden soll oder nur der Teil, der sicherheitstechnisch stillgelegt werden muss. Weiter kann es ausreichen, wenn alle Teile oder nur ein Teil der Anlage in einen Einrichtbetrieb versetzt wird. Es sind aber beispielsweise definierte Zeiten vorgesehen, in denen die Person den Einrichtbetrieb überhaupt auslösen kann. Außerhalb der definierten Service- oder Putzzeiten wird die Maschine bzw. Anlage vollständig gestoppt oder eine andere ggf. noch weitreichendere Sicherheitsmaßnahme durchgeführt als innerhalb der Servicezeiten.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist der Prozessparameter mindestens ein Steuersignal einer Maschine.
  • Beispielsweise signalisiert eine Maschine ein höheres oder niedrigeres Gefährdungspotential als Prozessparameter und gibt das auf einem Steuersignal aus, welches von der Steuer- und Auswerteeinheit eingelesen wird. Ausgehend von dem Steuersignal bzw. dem gebildeten Prozessparameter kann dann wiederum das Schutzvolumen eingestellt werden.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist der Prozessparameter mindestens ein Sensorsignal.
  • Beispielsweise wird aufgrund von Sensorsignalen mindestens ein Prozessparameter gebildet und ein Gefährdungspotential ermittelt. Die Steuer- und Auswerteeinheit liest das Sensorsignal ein und ausgehend von dem gebildeten Prozessparameter wird das Schutzvolumen eingestellt.
  • Damit werden die im Sicherheitssystem hinterlegten Schutzvolumen bzw. Sicherheitsabstände automatisch anhand der Messwerte von zusätzlichen Sensoren geändert. Bei den Sensoren kann es sich beispielsweise um optische Sensoren, Ultraschallsensoren, Radarsensoren oder Ähnliches handeln. Bei den Sensoren kann es sich auch um Beschleunigungs- oder Geschwindigkeitssensoren handeln. Jedoch kann es sich beispielsweise auch um Luftdrucksensoren handeln, wodurch beispielsweise ein Höhenwert ermittelbar ist. Auch kann es sich bei den Sensoren um Funktransponder handeln.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist der Prozessparameter mindestens ein Geschwindigkeitssignal.
  • Beispielsweise wird die Geschwindigkeit des mobilen Objektes bestimmt und über ein Geschwindigkeitssignal der Steuer- und Auswerteeinheit mitgeteilt. Ausgehend von dem Geschwindigkeitssignal wird dann das Schutzvolumen bzw. der Schutzbereich angepasst. Bei dem mobilen Objekt kann es sich auch um ein von einer Person geführtes Fahrzeug beispielsweise einem Hubwagen handeln. In der Steuer- und Auswerteeinheit können auch Werte zu einer minimalen und einer maximal möglichen Geschwindigkeit eines mobilen Objekts abgespeichert sein.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist der Prozessparameter mindestens ein Temperaturwert.
  • Der Temperaturwert wird von der Steuer- und Auswerteeinheit eingelesen und abhängig davon das Schutzvolumen eingestellt.
  • Beispielsweise wird ein Temperaturverlauf, z.B. wegen Sonneneinstrahlung tagsüber im Sommer erfasst und daraufhin die Schutzvolumen vergrößert, da eine höhere Temperatur vorliegt und damit beispielsweise längere Bremswege von mobilen Objekten vorliegen, wodurch eine höhere Gefährdung vorliegen kann. Auch könnte bei starker Kälte im Winter, welche zu gefrorenen Oberfläche führen kann, längere Bremswege bei mobilen Objekten bzw. Fahrzeugen vorliegen, weshalb ebenfalls eine höhere Gefährdung vorliegen kann, weshalb ebenfalls vergrößerte Schutzvolumen vorgesehen sein können.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist der Prozessparameter mindestens ein Lichtsignal. Aufgrund des Lichtsignals kann das Schutzvolumen angepasst werden.
  • Beispielsweise kann durch die Sonne eine Blendung erfolgen, welche das Lichtsignal generiert. Aufgrund der Blendung und des damit erzeugten Lichtsignals kann dann das Schutzvolumen vergrößert werden, um das Risiko einer Gefährdung zu reduzieren.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist der Prozessparameter mindestens eine Eigenschaft einer Person. Beispielsweise ist eine sicherheitstechnische Befähigung einer Person eine Eigenschaft der Person. Auch eine Erfahrenheit in sicherheitstechnischen Belangen kann eine Eigenschaft einer Person sein. Ausgehend von den Eigenschaften der Person kann dann das Schutzvolumen angepasst werden.
  • Beispielsweise kann ein Fähigkeitslevel bzw. Skilllevel einer anwesenden Person im Sicherheitssystem bzw. in der Steuer- und Auswerteeinheit berücksichtigt werden. Z.B. wenn an bestimmten Tagen immer zusätzlich zu den technisch befähigten Personen Besuchergruppen in einer Werkhalle erlaubt sind, werden die Schutzvolumen beispielsweise vergrößert, um auch unerfahrene Personen ausreichend zu schützen.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist der Prozessparameter mindestens eine Angabe über eine Personenanzahl. Damit wird ausgehend von einer erfassten bzw. bekannten Personenzahl das Schutzvolumen bzw. der Schutzbereich eingestellt.
  • Beispielsweise werden damit die Schutzvolumen abhängig von einer bestimmten Personenanzahl in einer Werkhalle oder einem bestimmten Bereich eingestellt. So kann beispielsweise bei einem Schichtwechsel ein höheres Personenaufkommen vorliegen. Auch bei einer hohen Auslastung einer Produktionseinrichtung mit manuellen Arbeitsplätzen kann ein höheres Personenaufkommen vorliegen, weshalb größere Schutzvolumen notwendig werden könnten.
  • Beispielsweise sind bei einer ,Rush hour', z.B. bei Schichtwechsel die Personen ggf. unachtsamer. In dieser Zeit braucht man ggf. größere Sicherheitsabstände bzw. größere Schutzvolumen zu den mobilen Objekten bzw. zu autonom fahrenden Fahrzeugen.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist der Prozessparameter mindestens ein Servicesignal. Ausgehend von dem Servicesignal können dann die Schutzvolumen angepasst werden.
  • Es können beispielsweise Service- oder Putzzeiten eingeplant werden, bei denen auch über organisatorische Maßnahmen die Sicherheit erhöht bzw. sichergestellt ist. Z.B. wenn ohnehin keine Werkstücke auf einer Maschine sind. Ausgehend von dem Servicesignal können dann die Schutzbereiche verkleinert werden.
  • Geplante Service-Intervalle z.B. Maschinenwartung während einer Betriebsruhe in den Sommerferien können beispielsweise dadurch berücksichtigt werden.
  • Beispielsweise können Reinigungsarbeiten zwischen Schichtwechseln, die zeitlich ohnehin vorgegeben sind, direkt im Sicherheitssystem bzw. in der Steuer- und Auswerteeinheit hinterlegt werden. Das erhöht die Produktivität, wenn es z.B. lange dauert, um eine Maschine leer zu fahren.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist eine Art einer Warnmeldung abhängig von dem Prozessparameter einstellbar.
  • Die Art der Warnung, d.h. ob die Person besser akustisch und/oder optisch und/oder haptisch beispielsweise per Vibrationsalarm über mögliche Gefahren informiert werden soll, wird damit abhängig von dem Prozessparameter eingestellt.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist abhängig von dem Prozessparameter mindestens ein Steuersignal für die Maschine generierbar, wobei mittels des Steuersignals eine gefahrbringende Bewegung der Maschine beeinflussbar ist.
  • Beispielsweise kann die Maschine abhängig von dem Steuersignal beispielsweise abgebremst oder gestoppt werden. Jedoch kann durch das Steuersignal auch eine ungefährliche Geschwindigkeit einer Maschine initiiert werden.
  • Beispielsweise kann eine Geschwindigkeit, insbesondere eine maximale Annäherungsgeschwindigkeit, die eine Person noch als sicher empfindet, sprich die für ihre aktuelle Tätigkeit als angemessen oder sinnvoll und akzeptabel erscheint, durch das Steuersignal eingestellt werden. Somit fühlt sich die Person sicherer, da das Gefährdungspotential individuell eingestellt ist.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist abhängig von dem Prozessparameter mindestens ein Steuersignal für das mobile Objekt generierbar.
  • Ausgehend von dem Steuersignal wird beispielsweise die Bewegung des mobilen Objektes beeinflusst.
  • Beispielsweise können die mobilen Objekte abhängig von dem Steuersignal beispielsweise abgebremst oder gestoppt werden. Jedoch kann durch das Steuersignal auch ein Ausweichmanöver des mobilen Objektes initiiert werden.
  • Beispielsweise kann eine Geschwindigkeit, insbesondere eine maximale Annäherungsgeschwindigkeit, die eine Person noch als sicher empfindet, sprich die für ihre aktuelle Tätigkeit als angemessen oder sinnvoll und akzeptabel erscheint, durch das Steuersignal eingestellt werden. Somit fühlt sich die Person sicherer, da das Gefährdungspotential individuell eingestellt ist.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist abhängig von dem Prozessparameter mindestens ein Anzeigesignal auf einer Anzeigeeinheit für die Person generierbar.
  • Die Anzeige kann dabei direkt in dem mobilen Gerät angeordnet sein, also räumlich dem Funktransponder zugeordnet sein oder aber auch unabhängig davon als eigenständige Anzeigeeinheit ausgebildet sein. Abhängig von dem Prozessparameter können auf der Anzeigeeinheit Hinweise, insbesondere Warnhinweise, ausgegeben werden.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist die Größe und Form des Schutzvolumens über ein Konfigurationsgerät konfigurierbar, wobei zwischen dem Konfigurationsgerät und dem mobilen Gerät bzw. dem Funktransponder eine drahtlose Kommunikationsverbindung vorhanden ist.
  • Damit kann die Größe und Form des Schutzvolumens individuell angepasst werden. Hierbei sind selbstverständlich die notwendigen Sicherheitsnormen zu beachten. Bei dem Konfigurationsgerät kann es sich um einen PC, ein tragbares Gerät, ein Tablet-Rechner, ein Smartphone oder Ähnliches handeln.
  • Bei der drahtlosen Kommunikationsverbindung kann es sich um eine Near-field-Communication, kurz NFC, also um eine Nahfeldkommunikation handeln.
  • Jedoch kann es sich bei der drahtlosen Kommunikationsverbindung auch um eine Funkverbindung gemäß dem Bluetooth Standard oder gemäß dem Bluetooth Low Energie Standard, kurz BLE handeln.
  • Bluetooth Low Energy, Bluetooth LE (kurz BLE), ehemals Bluetooth Smart, ist eine Funktechnik, mit der sich Geräte in einer Umgebung von etwa 10 Metern vernetzen lassen. Im Vergleich zu Bluetooth hat BLE einen deutlich geringeren Stromverbrauch und geringere Kosten mit einem ähnlichen Kommunikationsbereich.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist die Form des Schutzvolumens rechteckförmig, quaderförmig, zylinderförmig, kugelförmig, eiförmig oder kreuzförmig ausgebildet.
  • Rechteckförmige, quaderförmige oder zylinderförmige Schutzvolumen haben den Vorteil, dass sich mit diesen beispielsweise mobile Objekte, wie beispielsweise autonome Fahrzeuge, effizient umhüllen lassen, da diese mobile Objekte selbst ebenfalls meist rechteckförmig oder quaderförmig ausgebildet sind. Das Schutzvolumen überragt dabei die Außenkontur des mobilen Objektes, beispielsweise in gleichmäßigen Abständen. Jedoch können auch Objekte wie Personen mit rechteckförmigen oder quaderförmigen Schutzvolumen umhüllt werden.
  • Kugelförmige oder beispielsweise eiförmige oder zylinderförmige Schutzvolumen haben den Vorteil, dass sich mit diesen beispielsweise Objekte, wie beispielsweise Personen, effizient umhüllen lassen, da Personen selbst länglich sind. Das Schutzvolumen überragt dabei die Außenkontur der Person, beispielsweise in gleichmäßigen Abständen. Durch die Kugelform oder Eiform werden auch einfach Arme und Beine der Person mit von dem Schutzvolumen umschlossen. Jedoch können auch Objekte wie mobile Objekte mit rechteckförmigen oder quaderförmigen Schutzvolumen umhüllt werden.
  • Auch kreuzförmige Schutzvolumen haben den Vorteil, dass sich mit diesen beispielsweise Objekte, wie beispielsweise Personen effizient umhüllen lassen, da Personen mit ausgestreckten Armen sich an eine Kreuzform annähern lassen. Das Schutzvolumen überragt dabei die Außenkontur der Person, beispielsweise in gleichmäßigen Abständen. Durch die Kreuzform werden auch einfach Arme und Beine der Person mit von dem Schutzvolumen umschlossen. Jedoch können auch Objekte wie mobile Objekte mit kreuzförmigen Schutzvolumen umhüllt werden.
  • In Weiterbildung der Erfindung sind mindestens zwei Funktransponder vorgesehen, wobei die Funktransponder unterschiedlich große Schutzvolumen aufweisen.
  • Dadurch werden mehrere Funktransponder vorgesehen, aus denen ein Anwender nur den passenden auswählen muss.
  • Dadurch ist keine zeitaufwändige Neuprogrammierung und sicherheitstechnische Abnahme von Schutzbereichen durch einen ausgebildeten Sicherheits-Ingenieur notwendig.
  • Turn-Key Solutions vom Hersteller können an Kunden verkauft werden, die in der jeweiligen Werkhalle zu wenig bzw. kein eigenes Knowhow im Bereich Sicherheitstechnik haben, um die Schutzbereiche bzw. Sicherheitsabstände eigenständig anpassen zu können.
  • Die Person, also beispielsweise ein Werker oder Servicetechniker vor Ort oder ein Sicherheits-Ingenieur kann sich einfach den Schutzbereich und damit den Sicherheitsabstand aussuchen, der zur aktuellen Tätigkeit passt.
  • Durch ein größeres Schutzbereich kann die Person für kritische Arbeiten einfach die Sicherheit erhöhen.
  • In Weiterbildung der Erfindung weist das mobile Gerät mit dem Funktransponder mindestens einen Beschleunigungssensor auf und die Größe des Schutzvolumens ist abhängig von Sensordaten des Beschleunigungssensors einstellbar. Der Beschleunigungssensor wird beispielsweise direkt auf dem mobilen Gerät mit dem Funktransponder ausgewertet oder von der Steuer- und Auswerteeinheit ausgewertet.
  • Beispielsweise ist es dadurch möglich, dass der Funktransponder durch einfaches Schütteln mit der Hand konfigurierbar bzw. einstellbar wird. So kann beispielsweise durch einfaches Schütteln die Größe und/oder Form des Schutzvolumens eingestellt werden. Beispielsweise kann eine solche Konfiguration auch zeitlich begrenzt sein, so dass nach einer bestimmten Zeit automatisch wieder das ursprüngliche Schutzvolumen aktiviert wird.
  • Weiter ist es auch möglich, über eine Beschleunigungsbewegung des mobilen Geräts bzw. des Funktransponders auf eine Gefahrstelle einer Maschine einzuwirken. Beispielsweise ist es aufgrund der Bewegung des Funktransponders möglich, eine gefahrbringende Bewegung einer Maschine beispielsweise zu verlangsamen oder zu stoppen. Beispielsweise kann eine Maschine über die Bewegung des Funktransponders auch in einen Einrichtbetrieb versetzt werden.
  • Die Person kann dem Funkortungssystem mitteilen, was sie für einen Schutzbereich braucht. Ein kurzzeitig größerer Schutzbereich kann für kritische Arbeiten einfach die Sicherheit erhöhen. Der Vorteil hiervon ist, dass die Person selber entscheiden kann und sich nicht vollständig auf das Funkortungssystem verlassen muss.
  • Die Person vor Ort oder ein Sicherheits-Ingenieur kann die Schutzvolumen bzw. die damit verbundenen Sicherheitsabstände einfach umprogrammieren, so dass diese zur aktuellen/nächsten Tätigkeit passen.
  • Dabei kann das mobile Gerät mit dem Funktransponder auch Gyroskope und/oder Drehratensensoren aufweisen, die von der Steuer- und Auswerteeinheit auswertbar sind.
  • Um ein Mindestmaß an Sicherheit zu gewährleisten, kann beispielsweise das Schutzvolumen durch die Gestensteuerung nicht komplett abgeschaltet bzw. auf einen Radius von NULL heruntergekürzt werden. Aber es ist beispielsweise immer möglich, das Schutzvolumen zu vergrößern.
  • In Weiterbildung der Erfindung sind die Funktransponder optisch unterscheidbar. Beispielsweise weisen unterschiedliche Funktransponder mit unterschiedlich voreingestellten Schutzvolumen unterschiedliche Farben, unterschiedliche Markierungen und/oder unterschiedliche Symbole auf. Dadurch kann eine Person, welche die Funktransponder für sich selbst, für eine andere Person oder für die Anwendung an einem mobilen Objekt auswählt, feststellen, welcher Funktransponder über welches Schutzvolumen bzw. welche Schutzvolumen verfügt.
  • Beispielsweise haben rote Funktransponder große Schutzvolumen, gelbe Funktransponder mittelgroße Schutzvolumen und blau Funktransponder oder grüne Funktransponder ein kleineres bzw. übliches normalgroßes Schutzvolumen. Über eine solche Farbmarkierung sind die Funktransponder intuitiv unterscheidbar.
  • Beispielsweise ist die Form des Schutzvolumens in dem Symbol auf dem Funktransponder erkennbar, so dass anhand des Symboles der geeignete Transponder und damit das geeignete Schutzvolumen ausgewählt wird.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist die Größe des Schutzvolumens des Funktransponders abhängig von den Positionsdaten desselben Funktransponders.
  • Beispielsweise ist der Schutzbereich abhängig von der Höhe des Funktransponders. Beispielsweise wird eine Höhe über einem Boden direkt über die Funkortung bestimmt. Beispielsweise kann die Höher auch über einen im Funktransponder integrierten Luftdrucksensor überprüft werden bzw. die Genauigkeit der Höhenangabe verbessert werden.
  • Die Steuer- und Auswerteeinheit vergleicht beispielsweise eine gemessene Position bzw. Höhe der Person mit einem Umgebungsplan der Werkhalle. Aufgrund von beispielsweise vorhandenen 3D-Daten des Umgebungsplans kann die Steuer- und Auswerteeinheit bestimmen, auf welcher Höhe sich die Person befindet. Das gleiche gilt für ein Objekt bzw. ein mobiles Objekt, beispielsweise ein autonomes Fahrzeug, welches sich durch eine Werkshalle insbesondere durch eine mehrstöckige Werkshalle bewegt.
  • Beispielsweise kann der Schutzbereich vergrößert bzw. verkleinert werden, wenn die Person außerhalb eines vorbestimmten Arbeitsbereiches ist. Z.B. wenn die Person, welche den Funktransponder trägt auf einer Leiter oder einem Hubwagen steht oder in einem anderen Fall am Boden arbeitet oder gar flach auf dem Boden liegt.
  • Beispielsweise wenn eine Person auf einer bestimmten Höhe über dem Boden ist muss die Person nicht vor mobilen Objekten auf dem Boden geschützt werden. Stattdessen wird die Leiter bzw. der Hubwagen gegen Kollisionen mit mobilen Objekten geschützt. Ortsfeste Maschinen wie beispielsweise Pressen oder Ähnliches, welche auf dem Boden stehen, brauchen in ihrem produktiven Betrieb nicht eingeschränkt werden, da die Person sich außerhalb deren Reichweite befindet.
  • Somit kann beispielsweise eine Änderung der Schutzbereiche abhängig von einer detektierten Höhe vorgenommen werden.
  • Die Schutzbereiche sind also nicht statisch, sondern dynamisch veränderlich. Die Sicherheit und/oder Produktivität kann dadurch erhöht werden.
  • Die Person, beispielsweise ein Servicetechniker vor Ort oder ein Sicherheits-Ingenieur, bekommt für Arbeiten außerhalb des normalen Tätigkeitsgebiets einen größeren oder kleineren Schutzbereich. Dadurch wird die Sicherheit und Produktivität auch für solche Tätigkeiten gewährleistet.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist die Größe des Schutzvolumens des Funktransponders abhängig von den Positionsdaten eines anderen benachbarten Funktransponders.
  • Beispielsweise wird der Schutzbereich geändert, wenn zwei Funktransponder einen bestimmten Mindestabstand für einen bestimmten Zeitraum unterschreiten. Beispielsweise wenn sich eine Person einem mobilen Objekt nähert oder wenn beispielsweise sich zwei mobile Objekte aufeinander zubewegen.
  • Die Steuer- und Auswerteeinheit kann beispielsweise eine Bahnberechnung für mobile Fahrzeuge steuern, wobei beispielsweise gefahrene unabhängige Einzelrouten zu Kolonnenrouten zusammengefasst werden, um Platz für Personen bereitzustellen.
  • In Weiterbildung der Erfindung wird die Größe und/oder Form des Schutzvolumens für eine begrenzte Zeit geändert und nach Ablauf der Zeit die vorher aktivierte Größe und/oder Form wiederhergestellt.
  • In Weiterbildung der Erfindung weist das Sicherheitssystem mindestens eine ortsfest angeordnete Maschine mit einer Gefahrenstelle der Maschine auf, wobei die Position der ortsfest angeordneten Gefahrenstelle der Steuer- und Auswerteeinheit bekannt ist, wobei die Maschine abhängig von den Positionsdaten des Funktransponders beeinflussbar ist.
  • Beispielsweise kann der Schutzbereich geändert werden, wenn sich eine Person einer Maschine nähert oder beispielsweise an einer Maschine arbeitet.
  • Vorgesehen ist beispielsweise ein spezieller Funktransponder, der immer die gesamte Maschine stoppt, an der der Service-Techniker gerade arbeitet, unabhängig davon, wie groß sie ist. Also auch das Ende der Maschine, dass sicherheitstechnisch zwar nicht abgeschaltet werden müsste, aber produktivitätstechnisch keinen Sinn macht, da der andere Teil der Maschine z.B. die halb verarbeiteten Werkstücke nicht zu Ende verarbeiten kann, was zu einem Verlust der Teile führen würde. Z.B. bei Klebeprozessen oder wegen Hygiene-Anforderungen oder weil nicht ausreichend Pufferlager innerhalb der Maschine sind. Dazu werden beispielsweise in der Steuer- und Auswerteeinheit initial festgelegt, welche Teile die Maschine umfassen und welche gefahrbringenden Teile verlangsamt oder gestoppt werden. Alternativ kann auch das die Person direkt vor Ort umkonfigurieren.
  • In Weiterbildung der Erfindung weist das mobile Gerät eine visuelle Anzeigeeinheit und/oder eine akustische Meldeeinheit und/oder eine haptische Meldeeinheit auf oder ist mit einer solchen mindestens drahtlos verbunden.
  • An dem mobilen Gerät mit dem Funktransponder kann beispielsweise über ein Display angezeigt werden, wie groß das eingestellte Schutzvolumen ist und auch beispielsweise weitere Eigenschaften, beispielsweise die eingestellte Dauer des Schutzbereiches. Im einfachsten Fall sind an dem Funktransponder Anzeige-LEDs angeordnet, die ihre Farbe ändern, wenn der Schutzbereich geändert wird, um den geänderten Schutzbereich anzuzeigen.
  • Beispielsweise können die Daten zum Schutzbereich auch grafisch auf einem externen Display einer Maschinensteuerung oder einem mobilen Gerät wie einem Smartphone angezeigt werden, das die Daten über die Steuer- und Auswerteeinheit von dem Funktransponder erhält.
  • Weiter kann eine akustische Ausgabe der Größe des Schutzbereichs erfolgen. Auch können Warnungen und Hinweise an die Person über die akustische Meldeeinheit ausgegeben werden.
  • Weiter kann auch eine haptische Rückmeldung über die haptische Meldeeinheit vorgesehen sein, so dass die Person beispielsweise über einen Vibrationsalarm eine Konfigurationsänderung bzw. einer geänderte Einstellung erfährt.
  • Statt über Gesten ist es auch vorgesehen, dass der Funktransponder über Anblasen oder über einfaches in die Hand nehmen des Funktransponders die Schutzbereiche umschalten kann. Beispielsweise sind hierzu Temperatursensoren, Feuchtesensoren und/oder Luftdrucksensoren in dem mobilen Gerät mit dem Funktransponder integriert.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist die Steuer- und Auswerteeinheit ausgebildet, jeweils eine Position der Funktransponder zu unterschiedlichen Zeitpunkten zu ermitteln und daraus eine Geschwindigkeit, eine Beschleunigung, eine Bewegungsrichtung und/oder mindestens eine Bahn oder eine Trajektorie der Funktransponder zu bestimmen.
  • Gemäß der Weiterbildung der Erfindung werden vorzugsweise die Geschwindigkeiten und Bewegungsrichtungen aller Personen und mobilen Objekte berücksichtigt.
  • Die Positionsinformationen dienen zur Berechnung wahrscheinlicher Bewegungsverläufe bzw. Trajektorien aller Objekte, also den Personen oder mobilen Objekten.
  • Zu jeder Person und jedem mobilen Objekt wird mit Hilfe der Positionsinformationen eine Schar von Bewegungsverläufen ermittelt und beispielsweise mit einem Wahrscheinlichkeitsmaß versehen. Das Wahrscheinlichkeitsmaß wird dabei beispielsweise auf Grundlage der Weglänge und/oder Bewegungsrichtung abgeschätzt. So sind beispielsweise kurze direkte Wege wahrscheinlicher als lange nicht direkte Wege. Weiter kann das Wahrscheinlichkeitsmaß auf Grundlage einer bekannten Historie von Wegstrecken der Objekte abgeschätzt werden. So sind beispielsweise Wege, die in der Vergangenheit häufig genutzt wurden wahrscheinlicher als neue Wegrouten. Weiter kann das Wahrscheinlichkeitsmaß auf der Grundlage von bekannten Störungen abgeschätzt werden. So wird eine gestörte mögliche Route wahrscheinlicher vermieden als eine ungestörte Route.
  • Aus einer Schar möglicher Trajektorien und der ihnen zugeordneten Wahrscheinlichkeiten wird für jede Person und jedes mobile Objekt bzw. jedes Fahrzeug die wahrscheinlichste Bahn, Route bzw. Trajektorie ausgewählt.
  • Einer für jede von N Personen ausgewählten Trajektorie wird für jede von M Gefahrstellen eine zeitabhängige Risikokennzahl zugewiesen, die den Abstand bzw. zeitabhängigen Abstand zu Gefahrenstellen und ggf. zu Details der Automatisierungsabläufe berücksichtigt. Im einfachsten Fall kann die Gefährdung binär mit einer Annäherungsschwelle an eine Gefahrenstelle ermittelt werden. Die Risikokennzahl gibt also an, wie groß die Gefährdung einer Person durch eine Gefahrstelle zum Zeitpunkt t ist.
  • Diese zeitabhängigen Risikokennzahlen für jede Person lassen sich in Form einer N x M Matrix zusammenfassen und daraus eine Norm/Metrik ableiten, die einen zeitabhängigen Gefährdungswert für das Gesamtsystem bzw. für das Sicherheitssystem darstellt. Im einfachsten Fall kann das ein zeitabhängiges Maximum der Gefährdung sein oder auch eine Summe aller Matrixeinträge. Diese numerische Beschreibung des Gesamtsystems erlaubt nun die Verwendung bekannter Optimierungsalgorithmen.
  • In Weiterbildung der Erfindung weist das Sicherheitssystem eine Karte oder ein Kartenmodel auf und eine Navigation der bewegbaren Maschine erfolgt in der Karte oder dem Kartenmodel.
  • Dabei kann das Kartenmodel auch Informationen zu Störeinflüsse wie Sperrungen oder Stauinformationen aufweisen.
  • Dabei kann auch der Vergleich mit zugänglichen Wegen in einem Grundrissplan zur Überprüfung dienen. Im Rahmen der Konfiguration des Ortungssystems wird dazu der Bereich markiert, in dem sich überhaupt mobile Maschinen und Personen aufhalten können, insbesondere begehbare oder befahrbare Wege. Eine Ortung, die außerhalb dieser Bereiche liegt, wird damit einen systematischen Messfehler signalisieren. Das Plausibilitätsmaß ist durch die festgestellte Inkonsistenz reduziert.
  • Diese konfigurierten Bereiche können ebenfalls zur Verbesserung der Positionsgenauigkeit verwendet werden, indem die Positionsinformation so korrigiert wird, dass sie in einem zugänglichen Bereich liegt. Diese Korrektur kann optional unter Zuhilfenahme von vergangenen Ortungen und Trajektorienschätzungen z.B. mit Hilfe eines Kalmanfilters erfolgen. Eine Korrektur wird das Plausibilitätsmaß einer Positionsinformation verringern, da die Korrektur einen zusätzlichen Unsicherheitsfaktor einbringt.
  • Auch hier kann durch Berücksichtigung vorangegangener Werte zusätzliche Information nutzbar gemacht werden. Die Korrektur inkonsistenter Positionswerte kann also in Richtung der letzten validen Messung oder gemäß einer Trajektorienschätzung erfolgen.
  • Weiter ist ein Vergleich von Funkortungen, die mit Hilfe unabhängiger oder unterschiedlicher Teilmengen der verfügbaren Funkstationen bzw. Ankerpunkte ermittelt wurden, möglich.
  • In Weiterbildung der Erfindung weist das mobile Gerät mindestens zwei Funktransponder auf, wobei die zwei Funktransponder beabstandet zueinander angeordnet sind und die Steuer- und Auswerteeinheit ausgebildet ist, die Positionsdaten der Funktransponder zyklisch zu vergleichen und zyklisch geprüfte Positionsdaten der Objekte zu bilden.
  • Das Sicherheitssystem stellt sicherheitstechnisch verwendbare Positionsdaten zur Verfügung. Das bedeutet, dass die so gewonnenen Positionsdaten aller Personen und Gefahrenstellen als Grundlage für ein umfassendes, vorausschauendes und produktivitätsoptimierendes Absicherungskonzept verwendet werden können.
  • Die Positionsverfolgung erfolgt mittels Funkortung. Die Objekte erhalten Funktransponder, über die regelmäßig ein Ortungssignal an die ortsfesten Funkstationen gesendet wird und in der Steuer- und Auswerteeinheit bzw. in einer zentralen Steuerung eine Position bzw. Echtzeitposition des jeweiligen Objekts erzeugt bzw. gebildet wird.
  • Es sind somit die Positionsinformationen vieler oder aller mobilen Objekte oder mobilen Teilnehmer in einem industriellen Arbeitsumfeld in Echtzeit verfügbar.
  • Da jeweils mindestens zwei Funktransponder an dem jeweiligen Objekt angeordnet sind können Fehler in der Ortungsinformation vermieden werden, da nämlich immer die Ortungsinformation von mindestens zwei unabhängigen Funktranspondern zur Verfügung steht. Damit ist die Ortung und das gebildete Positionssignal im Sinne einer funktionalen Sicherheit verwendbar. Damit ist es möglich, fehlerhafte Ortungen aufzudecken und zu vermeiden und die Qualität der Ortsinformation zu verbessern.
  • Auf der Basis von mehreren bzw. vielen geprüften Positionsdaten bzw. Positionsinformationen kann eine Sicherheitssituation von der Steuer- und Auswerteeinheit bewertet werden. Dadurch bietet diese bereichsorientierte bzw. raumorientierte Absicherung die Möglichkeit weiterer Risikominderungsmaßnahmen.
  • Die vorliegende Weiterbildung ermöglicht es somit auch bei fehleranfälligen Funkortungsinformationen im Betriebsumfeld zu überprüfen, dass diese sicherheitstechnisch im Sinne von Maschinensicherheit verwendbar sind. Dabei wird aufgedeckt, wenn es zu Ortungsfehlern außerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches kommt, beispielsweise aufgrund von zu schwachen Funksignalen. Eine fehlerhafte Ortungsinformation wird dabei möglichst korrigiert und für die weitere Verwendung nutzbar gemacht. Falls das nicht möglich ist, wird eine Fehlerbeherrschungsmaßnahme eingeleitet, beispielsweise wird der Positionswert als fehlerhaft gekennzeichnet.
  • Damit werden die vorliegenden Ortungsinformationen, Positionsinformationen bzw. Positionsdaten auf ihre Zuverlässigkeit hin überprüft. Weiter kann den Positionsdaten ein für die Weiterverwendung erforderliches Zuverlässigkeitsmaß zugeordnet werden.
  • Die bisher übliche Strategie nach dem Stand der Technik, wonach bei Anwesenheit einer Person in einen Gefahrenbereich eine Maschine abgeschaltet oder verlangsamt wird, kann zwar auch gemäß der Weiterbildung vorgesehen sein, jedoch ist es auch möglich eine Abschaltung oder eine unmittelbare Verlangsamung zu vermeiden, da mehr Informationen zur Gesamtsituation und Positionen der Objekte vorliegt.
  • Die Ortung der Funktransponder erfolgt durch Laufzeitmessungen von Funksignalen, die zyklisch zwischen den Funktranspondern und mehreren festen Funkstationen ausgetauscht werden. Diese Triangulation funktioniert sehr gut, wenn die Signale mit ausreichender Signalstärke und auf geradem bzw. direktem Ausbreitungswege übermittelt werden. Da das nicht immer gegeben sein muss, wird nun ein Quervergleich zwischen den so ermittelten Positionsinformationen der Funktransponder durchgeführt.
  • Aus sicherheitstechnischen Gründen kann eine redundante Positionsbestimmung mit mindestens zwei Funktranspondern vorgesehen sein. Da die Funktransponder klein und relativ günstig sind, ist diese Fehlerbeherrschungsmaßnahme leicht umzusetzen und im Hinblick auf die Fehlerbeherrschung sehr wirksam.
  • Grundsätzlich wird fortlaufend die Position beider Funktransponder eines Objekts ermittelt und miteinander verglichen. Durch den Vergleich der Positionen der Funktransponder und insbesondere den Vergleich mit einer bekannten Erwartungshaltung, nämlich dem Abstand der Funktransponder in einem Erwartungsbereich, lassen sich eine Reihe von kritischen Fehlerfällen beherrschen:
    • Ein Fehler, wonach ein Funktransponder keine Positionsinformationen mehr liefert, wird aufgedeckt und beherrscht. Ein Fehler, wonach die Signale der Funktransponder schlecht sind und mit einem großen systematischen Fehler behaftet sind, wird aufgedeckt und beherrscht. Ein Fehler, wonach eine Synchronisierung der Funktransponder nicht mehr möglich ist, wird aufgedeckt und beherrscht.
  • Im Sinne der Weiterbildung wird also für mindestens zwei Funktransponder in einer beabstandeten Anordnung die Positionen mittels Funkortung ermittelt und diese mit der Erwartungshaltung einer bekannten beabstandeten Anordnung verglichen.
  • In Weiterbildung der Erfindung werden Abfolgeschritte und/oder Prozessschritte der Maschine oder Anlage von der Steuer- und Auswerteeinheit eingelesen.
  • Dadurch sind der Steuer- und Auswerteeinheit zukünftig geplante Abfolgeschritte und/oder Prozessschritte bekannt und können für eine vorausschauende Reaktion und damit für eine vorausschauende Beeinflussung der Maschine und/oder der mobilen Objekte herangezogen werden.
  • Die Abfolgeschritte und/oder Prozessschritte liegen dabei beispielsweise in Form von Programmen oder Skripten vor, die von der Steuer- und Auswerteeinheit eingelesen werden können. Beispielsweise handelt es sich bei den Programmen um Programme einer speicherprogrammierbaren Steuerung.
  • Beispielsweise kann der Schutzbereich umgestellt werden anhand von Abfolgeschritten oder Prozessschritten einer Prozess-Steuerung. Wenn das mobile Objekt bzw. die Person ein Transportgut abgeholt hat, dann bekommt das mobile Objekt einen größeren Schutzbereich, wenn das Transportgut über das mobile Objekt, beispielsweise ein autonomes Fahrzeug hinausragt. Die Information über die Abholung kann z.B. per NFC, induktivem Näherungssensor, Barcode an dem Transportgut über das mobile Objekt an die Steuer- und Auswerteeinheit erfolgen. Der Vorteil ist, das Transportgut als solches braucht keinen eigenen Funktransponder mit größerem Schutzbereich, um transportiert werden zu können und das mobile Objekt bzw. das autonome Fahrzeug benötigt nicht immer einen maximalen Schutzbereich, nur weil es manchmal ein gro-ßes Werkstück bzw. Transportgut transportiert.
  • In Weiterbildung der Erfindung werden mindestens eine Auftragsplanung für die Anlage und Zielkoordinaten der mobilen Fahrzeuge von der Steuer- und Auswerteeinheit eingelesen.
  • Dadurch sind der Steuer- und Auswerteeinheit zukünftig geplante Abfolgeschritte und/oder Prozessschritte aufgrund der Auftragsplanung und der Zielkoordinaten der mobilen Objekte bzw. mobilen Fahrzeuge bekannt und können für eine vorausschauende Reaktion und damit für eine vorausschauende Beeinflussung der Maschine und/oder der mobilen Objekte herangezogen werden.
  • In Weiterbildung der Erfindung weist das Sicherheitssystem eine Datenbank auf, wobei die Datenbank Daten zur Aufenthaltswahrscheinlichkeit der Objekte und zeitlicher und/oder räumlicher Häufigkeitsverteilung der Objekte aufweist.
  • Gemäß der Weiterbildung der Erfindung können statistische Informationen, die aus der Beobachtung vergangener Abläufe abgeleitet, wurden erzeugt und ausgewertet werden.
  • Beispielsweise sind der Steuer- und Auswerteeinheit häufig gefahrene Routen und weniger häufige gefahrene Routen der mobilen Objekte bekannt, wodurch eine mögliche Gefährdung für Personen besser und mit einer höheren Wahrscheinlichkeit abgeschätzt werden kann. Durch die bekannten Aufenthaltswahrscheinlichkeiten kann eine mögliche Gefährdung für Personen besser und mit einer höheren Wahrscheinlichkeit abgeschätzt werden, da beispielsweise an Punkten mit einer geringen Aufenthaltswahrscheinlichkeit von Personen mobile Objekte bzw. mobile Fahrzeuge mit höheren Geschwindigkeiten fahren können als in Bereichen, in denen sich Personen mit hoher Wahrscheinlichkeit aufhalten werden.
  • In Weiterbildung der Erfindung wird mittels der Steuer- und Auswerteeinheit ein Produktivitätsmaß der Anlage, der Maschine und/oder der Objekte erfasst.
  • Zusätzlich zu den bereits genannten Risikokennzahlen wird ein Produktivitätsmaß als Optimierungsparameter definiert. Im einfachsten Fall wird dabei eine akkumulierte Abschaltzeit der produktiven Abläufe oder eine Prozessdurchlaufzeit verwendet. Möglich ist jedoch auch die Verwendung von Durchsatzraten von Fahrstrecken, Energie und/oder Ressourcenverbrauch.
  • Unter Berücksichtigung einer Randbedingung, dass eine Norm der Risikokennzahl für jede Person immer unter einem Grenzwert liegen muss, welches ein tolerierbares Risiko darstellt, wird das Produktivitätsmaß mit Hilfe der Variation der Trajektorien bzw. Bahnen oder anderer Prozessparameter optimiert. Das kann zum Beispiel mit Variationsansätzen durchgeführt werden oder mit einfachem Testen der verfügbaren Trajektorien und Prozessparameter. Primäre Optimierungsgröße ist die Produktivität.
  • Zusätzlich kann auch die Risikokennzahl selbst in eine Optimierung mit einfließen, um das Gesamtrisiko zu mindern. Interessant ist dies zum Beispiel, wenn es mehrere alternative Trajektorien gibt, die in einer vergleichbaren Produktivität resultieren, etwa wenn ein mobiles Objekt zwei Möglichkeiten hat einen Zielpunkt zu erreichen, wobei beispielsweise bei einer ersten Route das mobile Objekt in die Nähe einer einzigen Person kommt und bei der zweiten alternativen Route das mobile Objekt in die Nähe mehrerer Personen kommt. Hier ist auf der ersten Route das Gesamtrisiko niedriger als auf der zweiten Route mit mehr Personen, die gefährdet werden können.
  • Entscheidend ist dabei, dass die Trajektorien der einzelnen Teilnehmer nicht rückwirkungsfrei sind, d. h. Einfluss auf die Risikokennzahl anderer Personen haben können. Die Optimierung erfolgt daher sinnvoll im Gesamtsystem.
  • In Weiterbildung der Erfindung werden mittels mindestens einer Anzeigeeinheit Warnhinweise an die Personen ausgegeben.
  • Ein verbesserter Systemzustand wird durch Hinweise bzw. Weisungen mittels der Anzeigeeinheit erreicht.
  • So kann mittels einer Anzeigeeinheit für einen Bereich beispielsweise dynamisch angezeigt werden, ob in diesem Bereich ein Aufenthalt von Personen erlaubt ist oder nicht. Weiter kann mittels der Anzeigeeinheit beispielsweise für Personen empfohlene Routen angezeigt werden, bzw. vor nicht empfohlenen Routen gewarnt werden.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist die Steuer- und Auswerteinheit ausgebildet, die Maschine und/oder das mobiles Fahrzeug zu steuern und damit zu beeinflussen.
  • Der optimale Systemzustand wird durch eine Steuerung von Maschinen und Prozessabläufen erreicht.
  • Die Wirksamkeit der verschiedenen Einwirkungen und ihr Einfluss auf die Produktivität sind dabei unterschiedlich und werden für eine Priorisierung der Maßnahmen verwendet. Zum Beispiel muss damit gerechnet werden, dass eine Warnung an eine Person oder die Anweisung einen alternativen Weg einzuschlagen, von Personen ignoriert wird. Bei unmittelbar drohender Gefährdung wird daher auf die sehr viel zuverlässigeren Steuerungen der Maschinen zurückgegriffen, z. B. ein Verlangsamen der Maschine oder ein Notstopp der Maschine.
  • Zu jedem Zeitpunkt wird dabei aus der Beobachtung der zeitlichen Entwicklung des Sicherheitssystems bewertet, ob das Sicherheitssystem optimiert wird und ob die Zwangsbedingungen, wonach ein Risiko tolerierbar ist, eingehalten werden. Diese Bewertung fließt als Feedback in die Auswahl der Steuerungsmaßnahmen ein.
  • Folgende Möglichkeiten sind beispielsweise zur Einwirkung vorgesehen.
    • - ein Notstopp einer Maschine oder eines mobilen Objekts bzw. Fahrzeugs,
    • - eine Verlangsamung einer Maschine oder eines mobilen Objekts bzw. Fahrzeugs,
    • - eine Änderung einer Pfadplanung einer Person oder eines mobilen Objekts bzw. Fahrzeugs
    • - Änderung einer Reihenfolge einzelner Prozessschritte eines Automatisierungsablaufs
    • - Warnungen an eine Person
    • - Anweisungen an eine Person, z. B. Hinweise auf einen alternativen Laufweg
  • In Weiterbildung der Erfindung werden aufgrund der detektierten Signalstärken der Funksignale der Funktransponder und aus dem Vergleich der Positionsdaten der Funktransponder Plausibilitätswerte gebildet.
  • Die Weiterbildung stellt sicherheitstechnisch verwendbare Positionsdaten zur Verfügung. Das bedeutet, dass die so gewonnenen Positionsdaten aller Personen und Gefahrenstellen als Grundlage für ein umfassendes, vorausschauendes und produktivitätsoptimierendes Absicherungskonzept verwendet werden können.
  • Die Positionsverfolgung erfolgt mittels Funkortung. Die Objekte erhalten Funktransponder, über die regelmäßig ein Ortungssignal an die ortsfesten Funkstationen gesendet wird und in der Steuer- und Auswerteeinheit bzw. in einer zentralen Steuerung eine Position bzw. Echtzeitposition des jeweiligen Objekts erzeugt bzw. gebildet wird.
  • Gemäß der Weiterbildung sind somit die Positionsinformationen vieler oder aller mobilen Objekte oder mobilen Teilnehmer in einem industriellen Arbeitsumfeld in Echtzeit verfügbar.
  • In Weiterbildung der Erfindung sind die Abstände zwischen den Funktranspondern der Steuer- und Auswerteeinheit bekannt und in einem Speicher der Steuer und Auswerteeinheit abgespeichert.
  • Dadurch ist es möglich, verschiedene Objekte mit individuellen Abständen der Funktransponder einzulernen und diese abzuspeichern, so dass das Sicherheitssystem abgespeicherte Objekte identifizieren kann und von nicht abgespeicherten Objekten unterscheiden kann.
  • In Weiterbildung der Erfindung sind mindestens drei Funktransponder angeordnet, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit ausgebildet ist, aus den Positionsdaten der Funktransponder Orientierungsdaten des Objektes zu bilden.
  • Beispielsweise sind zwei Funktransponder an den Schultern einer Weste einer Person angeordnet. Beispielsweise ist ein weiterer Transponder an einem Helm der Person angeordnet.
  • Dadurch liegt sicherheitstechnisch vorteilhaft ein überbestimmtes System vor. Selbst wenn ein Funktransponder ausfallen sollte bzw. dessen Funksignale nicht erfassbar wären, verbleiben immer noch zwei Funktransponder, die redundant ausgewertet werden können. Dadurch liegt ein hoch verfügbares Sicherheitssystem vor
  • In Weiterbildung der Erfindung weisen die Funktransponder jeweils mindestens eine Zeitmesseinheit auf, wobei die Funkstationen ebenfalls jeweils mindestens eine Zeitmesseinheit aufweisen, wobei die Funkstationen ausgebildet sind, die Zeiten der Zeitmesseinheiten der Funktransponder auszulesen und zu beschreiben und die Funkstationen ausgebildet sind, die Zeiten der Zeitmesseinheiten der Funktransponder zu synchronisieren und die Funkstationen ausgebildet sind, die Zeiten der Zeitmesseinheiten der Funktransponder mit den Zeiten der Zeitmesseinheiten der Funkstationen zu vergleichen.
  • Dadurch ist eine präzisiere Positionsbestimmung möglich, welche durch die Synchronisation auch dauerhaft präzise durchgeführt werden kann, insbesondere bei sich bewegenden Objekten.
  • In Weiterbildung der Erfindung weist das Sicherheitssystem optische Sensoren, Radarsensoren, RFID-Sensoren und/oder Ultraschallsensoren auf zur Ortung und Detektion der Objekte.
  • Die Positionsdaten bzw. können mit sicheren oder nicht-sicheren Positionsdaten bzw. Positionsinformationen, die punktuell an bestimmten Orten im Betriebsumfeld mit Hilfe optischer Sensoren Radarsensoren, RFID-Sensoren und/oder Ultraschallsensoren erfasst wurden, verglichen werden.
  • Ein Beispiel ist der Abgleich mit den Positionsdaten, die im Sichtbereich eines optischen Sensors, beispielsweise einer 3D-Kamera ermittelt wurden. Das kann zum Beispiel in einem Kreuzungsbereich sein. Hierbei wird bei Erfassung eines Objekts im Sichtbereich die Position relativ zur 3D-Kamera ermittelt und mit der bekannten Position der 3D-Kamera die globale Position des Objekts abgeleitet. Dabei sind sowohl statisch angebrachte optische Sensoren als auch mobile optische Sensoren, deren Position und Orientierung durch andere Quellen bekannt ist, vorgesehen. Anschließend wird geprüft, ob sich in einer Liste der mittels Funkortung verfolgten Objekte ein Objekt befindet, dass zu diesem Positionswert passt. Bei hinreichender Übereinstimmung gilt der Positionswert der Funkortung als geprüft. In diesem Fall hat ein diversitär redundanter Ansatz die Messung bestätigt.
  • Die optischen Positionsdaten haben üblicherweise eine bessere Genauigkeit und können zusätzlich dazu benutzt werden, die Positionsgenauigkeit der Person oder der mobilen Maschine zu verbessern.
  • Die Plausibilität eines Positionswertes ist also umso größer, je besser die Übereinstimmung zwischen optischer Positionsbestimmung und Funkortung ist und je eindeutiger auch die Zuordnung zwischen optischer Positionsbestimmung und Funkortung möglich ist. Im oben dargestellten Fall kann die zusätzliche Schwierigkeit beispielsweise darin bestehen, dass nicht sicher festgestellt werden kann, ob eine erste Funkortung nicht möglicherweise auch zur einer zweiten optischen Ortung gehört und umgekehrt. Solche Mehrdeutigkeiten werden in der Plausibilität berücksichtigt. Diese Berücksichtigung kann dadurch erfolgen, dass die Zuordnung sicherheitsgerichtet so vorgenommen wird, dass eine minimale Abweichung zwischen Funkortung und optischer Position resultiert. Sie kann alternativ auch dadurch erfolgen, dass vorangegangene Positionswerte getrackt werden und die Zuordnung so gemacht wird, dass der Abstand zur vorangegangenen Messung minimiert wird.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist das Funkortungssystem ein Ultrabreitband-Funkortungssystem, wobei die verwendete Frequenz im Bereich von 3,1 GHz bis 10,6 GHz ist, wobei die Sendeenergie pro Funkstation maximal 0,5 mW beträgt.
  • Eine absolute Bandbreite beträgt bei einem Ultrabreitband-Funkortungssystem wenigstens 500 MHz oder eine relative Bandbreite beträgt mindestens 20% der zentralen Frequenz.
  • Die Reichweite eines derartigen Funkortungssystems beträgt beispielsweise 0 bis 50 m. Dabei wird die kurze zeitliche Dauer der Funkpulse für die Ortung benutzt.
  • Das Funkortungssystem sendet damit nur Funkwellen mit einer niedrigen Energie aus. Das System ist sehr flexibel einsetzbar und weist keine Interferenzen auf.
  • Vorzugsweise ist eine Vielzahl, beispielsweise mehr als drei Funkstationen angeordnet, welche mindestens einen Teil des Bewegungsbereichs der Person oder des Objektes überwachen.
  • In Weiterbildung der Erfindung erfolgt aufgrund der geprüften Positionsdaten mittels der Steuer- und Auswerteeinheit eine Veränderung der Sicherheitsfunktion des Sicherheitssystems.
  • Basierend auf Positionsdaten mittels der Steuer- und Auswerteeinheit erfolgt eine Veränderung der Sicherheitsfunktion des Sicherheitssystems.
  • Wenn eine vorbestimmte Position erkannt ist, welche beispielsweise abgespeichert ist, kann die Steuer- und Auswerteeinheit auf eine andere Schutzmaßnahme bzw. Sicherheitsfunktion umschalten. Das Umschalten der Schutzmaßnahme kann beispielsweise ein Umschalten von Messdatenkonturen, ein Umschalten von Schutzbereichen, eine Größen- oder Formanpassung von Messdatenkonturen oder Schutzbereichen und/oder eine Umschaltung der Eigenschaften eines Schutzbereiches umfassen. Zu den Eigenschaften eines Schutzbereiches gehören beispielsweise die Auflösung und/oder die Reaktionszeit des Schutzbereiches. Ein Umschalten der Schutzmaßnahme kann auch eine Sicherheitsfunktion, wie beispielsweise eine Kraftbegrenzung des Antriebs sein, auf die umgeschaltet wird.
  • In Weiterbildung der Erfindung werden mittels der Steuer- und Auswerteeinheit geprüften Positionsdaten mit gespeicherten Positionsdaten eines Sicherheitspunktes auf Übereinstimmung geprüft.
  • An bestimmten Überwachungsstellen, die sowohl beispielsweise optisch ermittelte Positionsinformationen als auch durch Funkortung ermittelte Positionsinformationen liefern, kann zudem optional eine Überprüfung der Funkortung in dem Sinne durchgeführt werden, dass geprüft wird, ob für ein detektiertes Objekt überhaupt eine Funkortung erfolgt ist. So eine Bestätigung kann die sicherheitskritischen Fehlerfälle eines fehlenden oder nicht funktionierenden Tags aufdecken und die Anforderungen an eine zyklische Prüfung im Sinne der Norm ISO 13849-1 erfüllen.
  • Der Vergleich mit unabhängigen Positionsdaten kann auch an bekannten Interaktionspunkten erfolgen. Zum Beispiel bei Betätigung eines Schalters oder beim überwachten Durchtritt durch eine Tür. In diesem Moment ist die Position des Bedieners sehr genau bekannt und kann für eine Validierung der Positionsdaten bzw. der Positionsinformation genutzt werden. Entsprechendes ist auch bei autonomen Fahrzeugen möglich. Beim Andocken in einer Ladestation oder bei der Ankunft an Übergabestationen ist die Position sehr genau bekannt und kann zur Überprüfung der Funkortung und sicherheitstechnischen Fehlerbeherrschung verwendet werden.
  • Weiter ist ein Vergleich von Funkortungen, die mit Hilfe unabhängiger oder unterschiedlicher Teilmengen der verfügbaren Funkstationen bzw. Ankerpunkte ermittelt wurden, möglich.
  • Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Vorteile und Merkmale unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen in:
    • 1 bis 5 jeweils ein Sicherheitssystem zur Lokalisierung von mindestens einem Objekt;
  • In den nachfolgenden Figuren sind identische Teile mit identischen Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt Sicherheitssystem 1 zur Lokalisierung von mindestens einem Objekt 2, mit mindestens einer Steuer- und Auswerteeinheit 3, mit mindestens einem Funkortungssystem 4, wobei das Funkortungssystem 4 mindestens drei angeordnete Funkstationen 5 aufweist, wobei an dem Objekt 2 mindestens ein mobiles Gerät 19 mit mindestens einem Funktransponder 6 angeordnet ist, wobei mittels dem Funkortungssystem 4 Positionsdaten des Funktransponders 6 und damit Positionsdaten der Objekte 2 ermittelbar sind, wobei die Positionsdaten von der Funkstation 5 des Funkortungssystems 4 an die Steuer- und Auswerteeinheit 3 übermittelbar sind, und/oder die Positionsdaten von dem Funktransponder 6 an die Steuer- und Auswerteeinheit 3 übermittelbar sind, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit 3 ausgebildet ist, die Positionsdaten des Funktransponders 6 zyklisch zu erfassen, wobei die Objekte 2 Personen 9 oder mobile Objekte 7 sind, wobei der Funktransponder 6 eine Identifikation aufweist, wobei jeweils ein Funktransponder 6 mindestens entweder einer Person 9 oder einem mobilen Objekt 7 zugeordnet ist, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit 3 ausgebildet ist, die Personen 9 und mobilen Objekte 7 zu unterscheiden, wobei um den Funktransponder 6 herum ein räumlich ausgedehntes Schutzvolumen 20 gebildet ist, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit 3 ausgebildet ist, mindestens einen Prozessparameter zu verarbeiten, wobei das räumlich ausgedehnte Schutzvolumen 20 abhängig von dem mindestens einen Prozessparameter einstellbar ist.
  • Die Begriffe Schutzvolumen 20 und Schutzbereich 20 werden im Folgenden als synonyme Begriffe verwendet.
  • Über das räumlich ausgedehnte Schutzvolumen 20 sind die Objekte 2 geschützt. Kommt das Objekt 2 zu nahe an eine Gefahrenstelle, so kann das dem Objekt 2 gemeldet werden, beispielsweise visuell und das Objekt kann sich wieder von der Gefahrenstelle entfernen.
  • Im Falle von Personen 9 als Objekte 2 kann die Person 9 sich beispielsweise zu Fuß der Gefahrenstelle bis auf einen erlaubten Mindestabstand nähern. Sobald sich die Person 9 sich dem Mindestabstand nähert, wird die Person 9 beispielsweise visuell gewarnt. Gleichzeitig kann es auch vorgesehen sein, dass die Gefahrenstelle auf die Annäherung der Person 9 reagiert und das Maß einer möglichen Gefährdung reduziert.
  • Im Falle von mobilen Objekten 7 bzw. mobilen Fahrzeugen 8, welche beispielsweise autonom fahrende Fahrzeuge sind, kann sich das mobile Objekt 7 beispielsweise fahrend der Gefahrenstelle bis auf einen erlaubten Mindestabstand nähern. Sobald sich das mobile Objekt 7 dem Mindestabstand nähert, wird das mobile Objekte 7 beispielsweise mittels Kommandos von der Steuer- und Auswerteeinheit 3 gewarnt. Gleichzeitig kann es auch vorgesehen sein, dass die Gefahrenstelle auf die Annäherung des mobilen Objektes 7 reagiert und das Maß einer möglichen Gefährdung reduziert. Auch können mehrere mobile Objekte gegenseitig reagieren, beispielsweise durch Ausweichmanöver und/oder Bremsmanöver.
  • Gemäß 1 ist mindestens ein Prozessparameter vorgesehen, von dem das Schutzvolumen abhängig ist, bzw. das Schutzvolumen aufgrund des Prozessparameters geändert werden kann.
  • Der Prozessparameter stammt beispielsweise von einer Anlage, in welcher das Sicherheitssystem 1 betrieben wird. So kann der Prozessparameter beispielsweise von einer übergeordneten Steuerung, einer speicherprogrammierbaren Steuerung oder ähnlichen Steuerungen kommen.
  • Beispielsweise wird das Schutzvolumen 20 abhängig von dem Prozessparameter vergrößert oder verkleinert. Dabei wird also beispielsweise eine Größe bzw. Ausdehnung des Schutzvolumens 20 geändert.
  • Weiter kann es auch vorgesehen sein, eine Form des Schutzvolumens 20 abhängig von dem Prozessparameter zu ändern.
  • Weiter kann es vorgesehen sein, eine Richtung oder eine Ausrichtung des Schutzvolumens 20 zu ändern bzw. anzupassen.
  • Bei dem Prozessparameter kann es sich um mindestens einen digitalen oder analogen Wert handeln, welcher aufgrund einer Prozessgröße erzeugt wird. Der Prozessparameter kann beispielsweise aufgrund mindestens einer einzelnen Nachricht, aufgrund einer zyklische Nachricht oder auch aufgrund einer ständig aktualisierten Nachricht vorliegen.
  • Das Sicherheitssystem 1 erlaubt es mit Hilfe einer strategischen Risikominderung sehr vorausschauend und frühzeitig reduzierend auf eine Entstehung von Risiken einzuwirken und Gefährdungen ohne die Produktivitätseinbußen bekannter situativer Risikominderungsstrategien zu vermeiden.
  • Es ist eine Absicherung über größere Bereiche, also beispielsweise von vielen Arbeitsstationen, von vielen Robotern oder beispielsweise gar von ganzen Produktionshallen möglich, da nicht nur eine lokale Anwesenheit oder Annäherung von Personen 9 detektiert wird, sondern eine Position vieler in einem Umfeld oder Bereich aktiven Personen 9 und mobilen Objekten 7 bzw. mobilen Maschinen detektierbar ist und fortlaufend verfolgt werden kann.
  • Die Ortung der Funktransponder 6 erfolgt durch Laufzeitmessungen von Funksignalen, die zyklisch zwischen den Funktranspondern 6 und mehreren festen Funkstationen 5 ausgetauscht werden. Diese Triangulation funktioniert sehr gut, wenn die Signale mit ausreichender Signalstärke und auf geradem bzw. direktem Ausbreitungswege übermittelt werden.
  • Bei dem mobilen Objekt 7, einer bewegbaren Maschine bzw. mobilen Maschine kann es sich beispielsweise um ein führerloses Fahrzeug, fahrerloses Fahrzeug bzw. autonomes Fahrzeug, um ein autonom geführtes Fahrzeug, um einen autonom mobilen Roboter, um einen industriemobilen Roboter oder um einen Roboter mit bewegbaren Roboterarmen handeln. Das mobile Objekt 7 weist somit einen Antrieb auf und kann in verschiedenen Richtungen bewegt werden.
  • Bei der Person 9 kann es sich beispielsweise um eine Bedienperson oder Wartungsperson handeln. Die Funktransponder 6 sind beispielsweise an der Kleidung oder einer Ausrüstung der Person 9 angeordnet. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Weste handeln, an der die Funktransponder 6 fest fixiert sind. Die Funktransponder 6 sind beispielsweise an den Schultern und im Brust- oder Rückenbereich angeordnet. Jedoch können die Funktransponder 6 auch an anderen Stellen der Person angeordnet sein. Beispielsweise sind zwei Funktransponder 6 an den Schultern einer Weste einer Person 9 angeordnet.
  • 2 zeigt zwei Bereiche A und B, die über einen Durchgang miteinander verbunden sind und mittels Begrenzungen 11 oder Wänden 11 miteinander verbunden sind.
  • Gemäß 2 ist eine Absicherung über größere Bereiche A und B, also beispielsweise von vielen Arbeitsstationen, von vielen Robotern oder beispielsweise von ganzen Produktionshallen möglich, da nicht nur eine lokale Anwesenheit oder Annäherung von Personen 9 detektiert wird, sondern eine Position vieler in einem Umfeld oder Bereich A, B aktiven Personen 9 und mobilen Objekten 7 detektierbar ist und fortlaufend verfolgt werden kann. Hierzu ist beispielsweise eine Vielzahl von Funkstationen 5 vorgesehen.
  • Gemäß 2 ist der Prozessparameter mindestens eine Uhrzeit und/oder mindestens ein Datum. Der Prozessparameter ist beispielsweise in einem Speicher 10 der Steuer- und Auswerteeinheit 3 abgelegt.
  • Damit ist der Prozessparameter zeitabhängig. Somit kann das Schutzvolumen 20 zeitabhängig angepasst werden. Beispielsweise wird das Schutzvolumen 20 zu bestimmten Uhrzeiten bzw. zu bestimmten Tagen regelmäßig geändert.
  • Beispielsweise können zeitabhängigen Gegebenheiten in einer Werkhalle mitberücksichtigt werden. Dadurch muss das Sicherheitssystem 1 nicht von einem schlechtesten Fall ausgehen, der zu einer vielleicht nur kurzen Uhrzeit auftreten kann, sondern das Schutzvolumen 20 kann gezielt an eine Uhrzeit angepasst werden.
  • Weiter können zeitabhängige Änderungen des Schutzvolumens 20 bzw. Sicherheitsabstände beispielsweise für Nachtschichten vorgesehen sein, da ggf. dann generell ein etwas höheres Sicherheitsniveau erreicht werden soll, da die Personen 9 eher unkonzentriert sind als in einer Tagschicht.
  • Beispielsweise können auch zu bestimmten Uhrzeiten, beispielsweise täglich zwischen z.B. 8 - 10 Uhr oder 17 - 19 Uhr größere Schutzvolumen 20 vorgesehen sein, da zu diesen Zeiten beispielsweise besonders viele Personen 9 in einer Halle sind, z.B. zur ,rush hour' wegen Schichtwechsel oder weil fertige Ware ein- bzw. ausgeladen wird.
  • Beispielsweise können die Schutzvolumen 20 bzw. Schutzbereiche 20 auch abhängig vom Wochentag geändert werden. So können an regulären Arbeitstagen wie beispielsweise Montag bis Freitag übliche vorgesehene Schutzvolumen 20 bereitgestellt werden. Jedoch können an Samstagen und Sonntagen sehr größere Schutzbereiche 20 eingestellt werden, da beispielsweise Reinigungspersonal oder Wartungspersonal sich in den Bereichen aufhält, die nahe den Gefahrstellen sind und diese Personen 9 frühzeitiger gewarnt werden sollen.
  • Gemäß 2 ist der Prozessparameter mindestens eine Ortsangabe. Beispielsweise erfolgt eine Anpassung des Schutzvolumens 20, wenn sich die Person 9 bzw. ein Werker innerhalb einer Maschine 14 befindet, beispielsweise um Wartungsarbeiten vorzunehmen. Auf diese Weise kann abhängig vom detektierten Ort ein automatischer Einrichtbetrieb der Anlage, speziell für Servicetechniker, Reinigungs- oder Wartungsarbeiten durch die Person 9 realisiert werden.
  • Beispielsweise kann die Person 9 dem Sicherheitssystem 1 mitteilen, ob eine gesamte Anlage stillgelegt werden soll oder nur der Teil, der sicherheitstechnisch stillgelegt werden muss. Weiter kann es ausreichen, wenn alle Teile oder nur ein Teil der Anlage in einen Einrichtbetrieb versetzt wird. Es sind aber beispielsweise definierte Zeiten vorgesehen, in denen die Person 9 den Einrichtbetrieb überhaupt auslösen kann. Außerhalb der definierten Service- oder Putzzeiten wird die Maschine 14 bzw. Anlage vollständig gestoppt oder eine andere ggf. noch weitreichendere Sicherheitsmaßnahme durchgeführt als innerhalb der Servicezeiten.
  • Gemäß 2 ist der Prozessparameter mindestens ein Steuersignal einer Maschine 14. Beispielsweise signalisiert eine Maschine 14 ein höheres oder niedrigeres Gefährdungspotential als Prozessparameter und gibt das auf einem Steuersignal aus, welches von der Steuer- und Auswerteeinheit 3 eingelesen wird. Ausgehend von dem Steuersignal bzw. dem gebildeten Prozessparameter kann dann wiederum das Schutzvolumen 20 eingestellt werden.
  • Gemäß 5 ist der Prozessparameter mindestens ein Sensorsignal. Beispielsweise wird aufgrund von Sensorsignalen mindestens ein Prozessparameter gebildet und ein Gefährdungspotential ermittelt. Die Steuer- und Auswerteeinheit 3 liest das Sensorsignal ein und ausgehend von dem gebildeten Prozessparameter wird das Schutzvolumen 20 eingestellt.
  • Damit werden die im Sicherheitssystem 1 hinterlegten Schutzvolumen 20 bzw. Sicherheitsabstände automatisch geändert anhand der Messwerte von zusätzlichen Sensoren. Bei den Sensoren kann es sich beispielsweise um optische Sensoren 13, Ultraschallsensoren, Radarsensoren oder Ähnliches handeln. Bei den Sensoren kann es sich auch um Beschleunigungs- oder Geschwindigkeitssensoren handeln. Jedoch kann es sich beispielsweise auch um Luftdrucksensoren handeln, wodurch beispielsweise ein Höhenwert ermittelbar ist. Auch kann es sich bei den Sensoren um Funktransponder 6 handeln.
  • Gemäß 5 ist der Prozessparameter mindestens ein Geschwindigkeitssignal. Beispielsweise wird die Geschwindigkeit des mobilen Objektes 7 bestimmt und über ein Geschwindigkeitssignal der Steuer- und Auswerteeinheit 3 mitgeteilt. Ausgehend von dem Geschwindigkeitssignal wird dann das Schutzvolumen 20 bzw. der Schutzbereich 20 angepasst. Bei dem mobilen Objekt 7 kann es sich auch um ein von einer Person 9 geführtem Fahrzeug beispielsweise einem Hubwagen handeln. In der Steuer- und Auswerteeinheit 3 können auch Werte zu einer minimalen und einer maximal möglichen Geschwindigkeit eines mobilen Objekts 7 abgespeichert sein.
  • Gemäß 3 ist der Prozessparameter mindestens ein Temperaturwert. Der Temperaturwert wird von der Steuer- und Auswerteeinheit 3 eingelesen und abhängig davon das Schutzvolumen eingestellt.
  • Beispielsweise wird ein Temperatur-Verlauf, z.B. wegen Sonneneinstrahlung tagsüber im Sommer erfasst und daraufhin die Schutzvolumen 20 vergrößert, da eine höhere Temperatur vorliegt und damit beispielsweise längere Bremswege von mobilen Objekten 7 vorliegen, wodurch eine höhere Gefährdung vorliegen kann. Auch könnte bei starker Kälte im Winter, welche zu gefrorenen Oberfläche führen kann, längere Bremswege bei mobilen Objekten 7 bzw. Fahrzeugen vorliegen, weshalb ebenfalls eine höhere Gefährdung vorliegen kann, weshalb ebenfalls vergrößerte Schutzvolumen 20 vorgesehen sein können.
  • Gemäß 3 ist der Prozessparameter mindestens ein Lichtsignal. Aufgrund des Lichtsignals kann das Schutzvolumen 20 angepasst werden.
  • Beispielsweise kann durch die Sonne eine Blendung erfolgen, welche das Lichtsignal generiert. Aufgrund der Blendung und des damit erzeugten Lichtsignals kann dann das Schutzvolumen 20 vergrößert werden, um das Risiko einer Gefährdung zu reduzieren.
  • Gemäß 4 ist der Prozessparameter mindestens eine Eigenschaft einer Person 9. Beispielsweise ist eine sicherheitstechnische Befähigung einer Person 9 eine Eigenschaft der Person 9. Auch eine Erfahrenheit in sicherheitstechnischen Belangen kann eine Eigenschaft einer Person 9 sein. Ausgehend von den Eigenschaften der Person 9 kann dann das Schutzvolumen angepasst werden.
  • Beispielsweise kann ein Fähigkeitslevel bzw. Skilllevel einer anwesenden Person 9 im Sicherheitssystem 1 bzw. in der Steuer- und Auswerteeinheit 3 berücksichtigt werden. Z.B. wenn an bestimmten Tagen immer zusätzlich zu den technisch befähigten Personen 9 Besuchergruppen in einer Werkhalle erlaubt sind, werden die Schutzvolumen 20 beispielsweise vergrößert, um auch unerfahrene Personen ausreichend zu schützen.
  • Gemäß 4 ist der Prozessparameter mindestens eine Angabe über eine Personenanzahl. Damit wird ausgehend von einer erfassten bzw. bekannten Personenzahl das Schutzvolumen 20 bzw. der Schutzbereich 20 eingestellt.
  • Beispielsweise werden damit die Schutzvolumen 20 abhängig von einer bestimmten Personenanzahl in einer Werkhalle oder einem bestimmten Bereich A, B eingestellt. So kann beispielsweise bei einem Schichtwechsel ein höheres Personenaufkommen vorliegen. Auch bei einer hohen Auslastung einer Produktionseinrichtung mit manuellen Arbeitsplätzen kann ein höheres Personenaufkommen vorliegen, weshalb größere Schutzvolumen 20 notwendig werden könnten.
  • Beispielsweise sind bei einer ,Rush hour' z.B. bei Schichtwechsel die Personen 9 ggf. unachtsamer. In dieser Zeit braucht man ggf. größere Sicherheitsabstände bzw. größere Schutzvolumen 20 zu den mobilen Objekten 7 bzw. zu autonom fahrenden Fahrzeugen.
  • Gemäß 4 ist der Prozessparameter mindestens ein Servicesignal. Ausgehend von dem Servicesignal können dann die Schutzvolumen 20 angepasst werden.
  • Es können beispielsweise Service- oder Putzzeiten eingeplant werden, bei denen auch über organisatorische Maßnahmen die Sicherheit erhöht bzw. sichergestellt ist. Z.B. wenn ohnehin keine Werkstücke auf einer Maschine 14 sind. Ausgehend von dem Servicesignal können dann die Schutzbereiche 20 verkleinert werden.
  • Geplante Service-Intervalle z.B. Maschinenwartung während einer Betriebsruhe beispielsweise in Sommerferien können beispielsweise dadurch berücksichtigt werden.
  • Beispielsweise können Reinigungsarbeiten zwischen Schichtwechseln, die zeitlich ohnehin vorgegeben sind, direkt im Sicherheitssystem bzw. in der Steuer- und Auswerteeinheit 3 hinterlegt werden. Das erhöht die Produktivität, wenn es z.B. lange dauert, um eine Maschine 14 leer zu fahren.
  • Gemäß 3 ist eine Art einer Warnmeldung abhängig von dem Prozessparameter einstellbar. Die Art der Warnung, d.h. ob die Person 9 besser akustisch und/oder optisch und/oder haptisch beispielsweise per Vibrationsalarm über mögliche Gefahren informiert werden soll, wird damit abhängig von dem Prozessparameter eingestellt.
  • Gemäß 3 ist abhängig von dem Prozessparameter mindestens ein Steuersignal für die Maschine 14 generierbar, wobei mittels des Steuersignals eine gefahrbringende Bewegung der Maschine 14 beeinflussbar ist.
  • Beispielsweise kann die Maschine 14 abhängig von dem Steuersignal beispielsweise abgebremst oder gestoppt werden. Jedoch kann durch das Steuersignal auch eine ungefährliche Geschwindigkeit einer Maschine 14 initiiert werden.
  • Beispielsweise kann eine Geschwindigkeit, insbesondere eine maximale Annäherungsgeschwindigkeit, die eine Person 9 noch als sicher empfindet, sprich, die für ihre aktuelle Tätigkeit als angemessen oder sinnvoll und akzeptabel erscheint, durch das Steuersignal eingestellt werden. Somit fühlt sich die Person 9 sicherer, da das Gefährdungspotential individuell eingestellt ist.
  • Gemäß 3 ist abhängig von dem Prozessparameter mindestens ein Steuersignal für das mobile Objekt 7 generierbar. Ausgehend von dem Steuersignal wird beispielsweise die Bewegung des mobilen Objektes 7 beeinflusst.
  • Beispielsweise können die mobilen Objekte 7 abhängig von dem Steuersignal beispielsweise abgebremst oder gestoppt werden. Jedoch kann durch das Steuersignal auch ein Ausweichmanöver des mobilen Objektes 7 initiiert werden.
  • Beispielsweise kann eine Geschwindigkeit, insbesondere eine maximale Annäherungsgeschwindigkeit, die eine Person 9 noch als sicher empfindet, sprich, die für ihre aktuelle Tätigkeit als angemessen oder sinnvoll und akzeptabel erscheint, durch das Steuersignal eingestellt werden. Somit fühlt sich die Person 9 sicherer, da das Gefährdungspotential individuell eingestellt ist.
  • Gemäß 3 ist abhängig von dem Prozessparameter mindestens ein Anzeigesignal auf einer Anzeigeeinheit 18 für die Person 9 generierbar.
  • Die Anzeigeeinheit 18 kann dabei direkt in dem mobilen Gerät 19 angeordnet sein, also räumlich dem Funktransponder 6 zugeordnet sein oder aber auch unabhängig davon als eigenständige Anzeigeeinheit 18 ausgebildet sein. Abhängig von dem Prozessparameter können auf der Anzeigeeinheit 18 Hinweise insbesondere Warnhinweise ausgegeben werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Sicherheitssystem
    2
    Objekt
    3
    Steuer- und Auswerteeinheit
    4
    Funkortungssystem
    5
    Funkstationen
    6
    Funktransponder
    7
    mobile Objekte
    8
    mobile Fahrzeuge
    9
    Person
    10
    Speicher
    11
    Wand/Begrenzung
    13
    optische Sensoren
    14
    Maschine
    18
    Anzeigeeinheit
    19
    mobiles Gerät
    20
    Schutzvolumen/Schutzbereich
    A
    Bereich
    B
    Bereich

Claims (15)

  1. Sicherheitssystem (1) zur Lokalisierung von mindestens einem Objekt (2), mit mindestens einer Steuer- und Auswerteeinheit (3), mit mindestens einem Funkortungssystem (4), wobei das Funkortungssystem (4) mindestens drei angeordnete Funkstationen (5) aufweist, wobei an dem Objekt (2) mindestens ein mobiles Gerät (19) mit mindestens einem Funktransponder (6) angeordnet ist, wobei mittels dem Funkortungssystem (4) Positionsdaten des Funktransponders und damit Positionsdaten der Objekte (2) ermittelbar sind, wobei die Positionsdaten von der Funkstation (5) des Funkortungssystems (4) an die Steuer- und Auswerteeinheit (3) übermittelbar sind, und/oder die Positionsdaten von dem Funktransponder (6) an die Steuer- und Auswerteeinheit (3) übermittelbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Auswerteeinheit (3) ausgebildet ist, die Positionsdaten des Funktransponders zyklisch zu erfassen, wobei die Objekte (2) Personen (9) oder mobile Objekte (7) sind, wobei der Funktransponder (6) eine Identifikation aufweist, wobei jeweils ein Funktransponder (6) mindestens entweder einer Person (9) oder einem mobilen Objekt (7) zugeordnet ist, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit (3) ausgebildet ist, die Personen (9) und mobilen Objekte (7) zu unterscheiden, wobei um den Funktransponder herum ein räumlich ausgedehntes Schutzvolumen (20) gebildet ist, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit (3) ausgebildet ist, mindestens einen Prozessparameter zu verarbeiten, wobei das räumlich ausgedehnte Schutzvolumen (20) abhängig von dem mindestens einen Prozessparameter einstellbar ist.
  2. Sicherheitssystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessparameter mindestens eine Uhrzeit und/oder mindestens ein Datum ist.
  3. Sicherheitssystem (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessparameter mindestens eine Ortsangabe ist.
  4. Sicherheitssystem (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessparameter mindestens ein Steuersignal einer Maschine (14) ist.
  5. Sicherheitssystem (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessparameter mindestens ein Sensorsignal ist.
  6. Sicherheitssystem (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessparameter mindestens ein Geschwindigkeitssignal ist.
  7. Sicherheitssystem (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessparameter ein mindestens ein Temperaturwert ist.
  8. Sicherheitssystem (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessparameter mindestens ein Lichtsignal ist.
  9. Sicherheitssystem (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessparameter mindestens eine Eigenschaft einer Person ist.
  10. Sicherheitssystem (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessparameter mindestens eine Angabe über eine Personenanzahl ist.
  11. Sicherheitssystem (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessparameter mindestens ein Servicesignal ist.
  12. Sicherheitssystem (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Art einer Warnmeldung abhängig von dem Prozessparameter einstellbar ist.
  13. Sicherheitssystem (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig von dem Prozessparameter mindestens ein Steuersignal für die Maschine (14) generierbar ist, wobei mittels des Steuersignals eine gefahrbringende Bewegung der Maschine (14) beeinflussbar ist.
  14. Sicherheitssystem (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig von dem Prozessparameter mindestens ein Steuersignal für das mobile Objekt (7) generierbar ist.
  15. Sicherheitssystem (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig von dem Prozessparameter mindestens ein Anzeigesignal auf einer Anzeigeeinheit (18) für die Person (9) generierbar ist.
DE202020107299.4U 2020-12-16 2020-12-16 Sicherheitssystem Active DE202020107299U1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202020107299.4U DE202020107299U1 (de) 2020-12-16 2020-12-16 Sicherheitssystem

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202020107299.4U DE202020107299U1 (de) 2020-12-16 2020-12-16 Sicherheitssystem

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE202020107299U1 true DE202020107299U1 (de) 2022-03-18

Family

ID=81077203

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE202020107299.4U Active DE202020107299U1 (de) 2020-12-16 2020-12-16 Sicherheitssystem

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE202020107299U1 (de)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102020133784B3 (de) Sicherheitssystem und ein Verfahren mit einem Sicherheitssystem
EP3529675B1 (de) Innenraum-personenortung-basierte fertigungssteuerung in der metallverarbeitenden industrie
DE102017120382B3 (de) Bild-gestütztes zuordnen eines bearbeitungsplans zu einem mobileinheitsdatensatz einer mobileinheit eines innenraum-ortungssystems
WO2019048153A1 (de) Assistiertes zuordnen eines werkstücks zu einer mobileinheit eines innenraum-ortungssystems
EP3365142B1 (de) Schutzfeldanpassung eines manipulatorsystems
DE102017107357A1 (de) Absortierunterstützungsverfahren, Absortiersystem und Flachbettwerkzeugmaschine
DE102017120383A1 (de) Innenraum-personenortung-basierte fertigungssteuerung in der metallverarbeitenden industrie
EP2660672A2 (de) Mobile Einheit zur Bereitstellung von produktionsanlagespezifischen Funktionen
EP3445538B1 (de) Verfahren zur steuerung einer mehrzahl von mobilen fahrerlosen manipulatorsystemen
EP3529674A2 (de) Innenraum-ortung-basierte steuerung von fertigungsprozessen in der metallverarbeitenden industrie
EP3679531A1 (de) Produktionsanlage und produktionssteuerungsverfahren zur steuerung einer produktionsanlage
WO2019206753A1 (de) Innenraum-ortungssystem für die industrielle fertigung
EP3859367B1 (de) Sicherheitssystem und verfahren zur lokalisierung
DE102017120613A1 (de) Verfahren zum Bewegen einer Last mit einem Kran
EP3452255A1 (de) Mobiles messsystem
EP3365140A1 (de) Verifikation einer position eines manipulatorsystems
EP4024075A1 (de) Sicherheitssystem und verfahren mit einem sicherheitssystem
DE202020107299U1 (de) Sicherheitssystem
DE102020133786A1 (de) Sicherheitssystem und ein Verfahren mit einem Sicherheitssystem
DE202020107298U1 (de) Sicherheitssystem
DE102018110150A1 (de) Innenraum-ortungssystem mit energieverbrauchsgesteuerten mobilen sende-empfangseinheiten
DE202020107303U1 (de) Sicherheitssystem
DE102012101500A9 (de) Verfahren und Anordnung zur Erfassung von Zustände eines Fahrzeugs beschreibenden Daten sowie ein entsprechendes Computerprogramm und ein entsprechendes computerlesbares Speichermedium
EP3992659A1 (de) Verfahren zum betrieb eines funkortungssystems, funkortungssystem und basisstation
DE202020107300U1 (de) Sicherheitssystem

Legal Events

Date Code Title Description
R207 Utility model specification
R150 Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years