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Immer am (Ex-)Mann

Mobile Rechner mit PC-Applikationen unter Windows 98 für den Ex-Bereich
Immer am (Ex-)Mann

Am Körper tragbare Computer und drahtlose Netzwerke für die Datenakquisition im Ex-Gelände gewinnen in den verschiedensten Fachdisziplinen immer weiter an Bedeutung. Mit derartigen Systemen stehen hochentwickelte, zeit- und kosteneffektive Werkzeuge für die wichtige Phase der Datenaufnahme zur Verfügung. Die Anwendung eines solchen Systems verändert Arbeitsabläufe und ermöglicht neue Informationsquellen während der Arbeit.

Arne Haag

In den letzten Jahren ist ein enormer Fortschritt in der Entwicklung höchst innovativer mobiler Hardware und der benutzten Mensch-Maschine-Schnittstellen zu beobachten. Mit Hilfe dieser neuen Interfaces können immer mehr Anwendungen untersucht werden, die im wahrsten Sinne des Wortes in Bewegung geraten, also mobil werden. Die Informationsverarbeitung bewegt sich vom Desktop direkt zum Nutzer. Wearable Computer (am Körper zu tragende Computer) und deren neue Benutzerschnittstellen spielen im Gegensatz zu anderen Disziplinen bei dem Datenabgleich in Ex-Anlagen aber bislang eine eher untergeordnete Rolle, da solche High-End-Systeme bis vor kurzem überhaupt nicht dem Anwender in explosionsgefährdeten Bereichen zur Verfügung standen. Nicht zuletzt ist aus der Notwendigkeit einer optimalen Reduzierung des Tragegewichtes bei gleichzeitiger Maximierung der Leistungsfähigkeit und Usability der Wunsch nach verbesserten mobilen Computern entstanden. Ein Beispiel für ein Wearable Computer System ist der mobile Ex-WCS 1 (Abb. 1).
Völlig freies Arbeiten
Bei der Datenkontrolle im Ex-Bereich ist der Anwender oftmals auf beide Hände zur sicheren Fortbewegung oder zur genauen Betrachtung und Beurteilung der Anlage angewiesen. Die derzeit eingesetzten Pen-Computer erlauben das freihändige Arbeiten nur bedingt: der Anwender muss den Rechner an der nächstgelegenen, fest montierten Station benutzen.
Der Mobile Assistent ermöglicht durch seinen Tragekomfort, das Touch-Screen-Display und die Sprachsteuerung das Arbeiten in explosionsgefährdeten Anlagen, ohne den Datenerfassungsprozess zu unterbrechen, oder auf die rechnergestützte Applikationen verzichten zu müssen.
Das System besteht aus Rechner und Stromversorgung, die in einem Rucksack über der Kleidung getragen werden können. Als Benutzerschnittstellen dienen das Touch-Screen-Display und die Sprachkontrolle über Mikrophon-/Kopfhörer-Kombination. Mit Hilfe der Software-gestützten Sprachkontrolle erfolgt die Rechnersteuerung und die Dateneingabe. Der große Vorteil dieses Systems ist neben des geringen Gewichtes, die Möglichkeit des völlig freien Arbeitens: Der Nutzer hat beide Hände frei und kann jederzeit neben seiner Umgebung die Informationen, die das Softwaresystem zur Unterstützung der Datenpflege/-kontrolle bietet, wahrnehmen.
Wireless LAN
Wireless LAN stellt die Möglichkeiten für ein intelligentes Informationsretrieval über drahtlose Kommunikationssysteme dar. Ausgehend von der bereits weit verbreiteten Anwendung von Datenfunkdiensten für den Zugriff auf sicherheitsrelevante Daten, drängen sich Überlegungen zur erweiterten Nutzung von Datenfunkdiensten, beispielsweise für den Internetzugang, auf. Parallel zu den technologischen Verbesserungen auf dem Gebiet der tragbaren PCs sind neue Systeme wie Digital Audio Broadcasting (DAB) mit Bandbreiten bis zu 1,4 Mbit und drahtlose LAN’s (1 Mbit) entwickelt worden, die auch die Übertragung größerer Datenmengen ermöglichen. Diese Überlegungen werden verstärkt vom Bedarf nach zusätzlichen, manchmal unerlässlichen Daten und Informationen während der Anlagenprüfung im Ex-Bereich. Das Fehlen solcher Informationen wird trotz bester Planung oftmals erst vor Ort bemerkt. Umgekehrt betrachtet stehen gerade bei zeitkritischen Anwendungen Informationen teilweise mit nicht unbeträchtlichem Zeitverzug in der Zentrale für die Auswertung zur Verfügung. Darüber hinaus bietet sich dem Anwender die Möglichkeit, online mit seinen Kollegen in Bild und Ton zu konferieren oder Expertenwissen abzurufen. Fehlentscheidungen können auf diese Weise schon vor Ort vermieden werden.
Die Nutzung des Ex-WCS 1 erlaubt eine sehr enge Interaktion mit dem Nutzer. Die Software, die solchen Systemen zugrunde liegt, kann über verschiedene Sensoren nahezu das Gleiche sehen und hören, was der Anwender wahrnimmt. Kombiniert mit der textlichen Eingabe können diese Informationen durch intelligente Agenten analysiert werden und Voraussagen darüber treffen, welche Art von Zusatzinformationen der Anwender für seine weitere Arbeit oder zur Problemlösung benötigt.
Augmented Reality
Jede Art von Zusatzinformation, die dem Anwender hilft, den Prozess der Datenerhebung zu verbessern oder gar zu beschleunigen, sollte in Betracht gezogen werden. So haben zum Beispiel in den Bereichen Innenarchitektur, Computer-Chirurgie, Multimedia Entertainment, militärische Ausbildung, Ingenieur-Design und Maschinenwartung Technologien Einzug gehalten, die die natürliche menschliche Wahrnehmung um künstliche Elemente erweitern.
Computer Interfaces, die nach diesem Prinzip arbeiten, fasst man unter dem Begriff Augmented Reality (AR) zusammen. Dabei werden dem Anwender mit Hilfe von am Kopf getragener Durchsicht-Displays über dem normalen Blickfeld verschiedene Formen von Zusatzinformationen übergeblendet. Im Gegensatz zur Virtual Reality taucht der Nutzer nicht in eine künstliche Welt ein. Gerade für das Arbeiten mit räumlichen Strukturen, wie beispielsweise Rohrleitungssystemen, scheint die Anwendung von Augmented Reality Interfaces, die Unsichtbares sichtbar machen, ein interessantes Mittel zur Unterstützung im Ex-Bereich zu sein. Augmented Reality-Schnittstellen wie Optik- oder Videodurchsicht-Displays sind in der Lage, den Blick des Betrachters durch das Overlay mit digitalen Vektor/Raster/Text-Elementen zu bereichern. Um dies zu ermöglichen, sind eine Reihe von technischen Voraussetzungen notwendig. Neben der genauen Erfassung des Nutzerstandortes über DGPS ist das Messen der Display-Orientierung wichtig. Da das Display am Kopf getragen wird, muss das Tracking-System sämtliche Kopfbewegungen registrieren. Standort- und Orientierungsinformation zusammen stellen die Grundlage für die Berechnung der exakten Überlagerung von Realität und Virtualität dar. Zwei Hauptvorteile für den Anwender sind der direkte Vergleich zwischen bestehenden Daten und den möglicherweise veränderten realen Bedingungen, sowie die Darstellung von unsichtbaren Informationen (z. B. Prüfdaten, Versorgungsleitungen, Schaltpläne, etc.).
Ausblick
Die Frage nach der Nutzbarkeit von exgeschützten Wearable Computing, Wireless LAN und Augmented Reality als neue Werkzeuge für die mobile Datenerfassung kann in Anbetracht der rasanten Weiterentwicklung von Mobile Computing Equipment positiv beantwortet werden. Das Entwicklungs- und Anwendungspotential mobiler vernetzter Informationssyteme, ausgestattet mit neuen Benutzerschnittstellen, ist gewaltig. In der Welt der raumbezogenen Datenverarbeitung und Prüfung führt der Einsatz zu Veränderungen im gewohnten Arbeitsablauf. Die Grenzen zwischen Datenerfassung, Verarbeitung, Analyse und Präsentation verschwimmen zunehmend. Wer gestern noch reiner Datensammler war, kann heute schon während der Datenaufnahme Informationen über das Internet präsentieren. Generelle Voraussetzung für die erfolgreiche Einführung dieser neuen Technologien ist eine sorgfältige Untersuchung der Mensch-Computer-Interaktionen, die Beobachtung des möglicherweise veränderten Arbeitsablaufes bei der Nutzung neuen Computer-Equipments und die Veränderungen in der Raumkognition.
E cav 244
Mobiler Rechner Technische Daten im Detail
Betriebssystem: Microsoft Windows 98
Prozessor: Cyrix Media GX, 166 MHz
Speicher: 64 Mbyte RAM
Harddisk: 1,6 Gbyte (IBM Disk Drive)
Erweiterbar: 2 Steckplätze für PCMCIA-Cards
Display: großes Farb-LC Display 6,5 Zoll (640×480) Touchscreen
Schnittstellen: USB- und RS232-Schnittstelle
Betriebszeit: ~ 4 Std.
Software: alle gängigen Applikationen unter Windows 98 können installiert werden
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