RoboGasInspector

Für Betreiber prozesstechnischer Anlagen und Versorgungsinfrastruktur ist es eine ständige Herausforderung, die Betriebssicherheit auf hohem Niveau zu gewährleisten und den gesetzlichen Vorgaben zu genügen. Hierzu werden meist Präventions- und Inspektionsprogramme etabliert, die zeitaufwändige, vom Menschen täglich durchgeführte Routineinspektionsgänge einschließen. Dabei arbeitet der Inspekteur in der Regel ohne Messtechnik und nutzt seine Sinneswahrnehmung sowie persönliche Erfahrungen. Die Entwicklung neuartiger Überwachungsverfahren, die die Möglichkeiten modernster Mess-, Automatisierungs- und Robotiktechnik ausschöpfen, versprechen eine erhöhte Güte und Wirtschaftlichkeit der Inspektionen bei gleichzeitiger Entlastung des Menschen von monotonen, aufwändigen Tätigkeiten.

Das Projekt RoboGasInspector verfolgt deshalb das Ziel, ein innovatives Mensch-Maschine-System mit intelligenten, kooperierenden und mit Gasfernmesstechnik ausgestatteten Inspektionsrobotern zu entwickeln, das frühzeitig Lecks entdecken kann. In diesem System kann die Überwachung von Anlagen sowie die Detektion und Ortung von Lecks weitgehend autonom von mobilen Robotern bewältigt werden, die zugleich die Auswertung der gemesse-nen Daten und die Dokumentation der Inspektionen übernehmen. Nicht nur aus wirtschaftlichen Gründen, sondern auch vor dem Hintergrund einer Entlastung des Menschen von repetitiven Routineaufgaben bei gleichzeitig besserer Abdeckung des meist weitläufigen Inspektionsgebietes, ist die Entwicklung neuartiger Inspektionstechnologien und die Konzentration der Flexibilität und Leistungsfähigkeit menschlicher Anwender auf die leitende Kontrolle des
technischen Systems erstrebenswert.

Die eingesetzte infrarot-optische Fernmesstechnik im Projekt RoboGasInspector sorgt dafür, dass schwer zugängliche Orte inspiziert werden können und nicht unbedingt, wie bei konventioneller Sensorik, in die zu kontrollierenden Bereiche eingefahren werden muss. Die Vernetzung mit dem Internet dient zur Übermittlung von nicht lokal gemessenen oder gespeicherten Informationen, wie z.B. aktuelle Wetterinformationen der Anlageninformation und zum Informationsaustausch mit anderen Robotern und dem Anwender. Eine Roboterplattform sorgt für die Mobilität und mittels (D)GPS und RFID erfolgen Selbstlokalisation sowie Navigation der Roboter. Die Roboter sollen also ins  besondere die Fähigkeit zur autonomen Fortbewegung, zur autonomen Inspektion und Kommunikation aufweisen.

Für die Entwicklung und den Test der Strategieelemente soll eine Simulationsumgebung eingesetzt werden, um frühzeitig Gestaltungsalternativen untersuchen zu können. Mehrere Roboterprototypen sollen entstehen, die einem Feldtest bei Anlagenbetreibern unterzogen werden.

Konsortialführer: Universität Kassel

Konsortialpartner: ADLARES GmbH, BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung, Fraunhofer-Institut für Kommunikation - Informationsverarbeitung und Ergonomie, Hermann Sewerin GmbH, PCK Raffinerie GmbH, telerob Gesellschaft für Fernhantierungstechnik mbH, WINGAS GmbH und Co. KG

Projektergebnisse

Use Case und Wege zur Anwendung

Im Projekt wurden mehrere Experimentalplattformen für die Roboter aufgebaut und in verschiedenen Demonstrations- und Testszenarien in den Anlagen (Deponie, Erdgasverdichterstation, Mineralölraffinerie) realisiert. Die eingesetzte infrarot-optische Fernmesstechnik sorgt dafür, dass schwer zugängliche Orte mit dem Roboter inspiziert werden können und nicht unbedingt, wie bei konventioneller Sensorik, in die zu kontrollierenden Bereiche eingefahren werden muss. Die Vernetzung mit dem Internet dient zur Übermittlung von nicht lokal gemessenen oder gespeicherten Informationen, wie z.B. aktuelle Wetterinformationen oder Anlageninformation und zum Informationsaustausch mit anderen Robotern und dem Anwender. Eine Roboterplattform sorgt für die Mobilität, und mittels (D)GPS und RFID erfolgen Selbstlokalisation, sowie Navigation der Roboter.

Die Sicherheitsanforderungen zum Betrieb der Roboter in den Anlagen der Projektpartner wurden in Kooperation mit dem TÜV umgesetzt. Ein Feldtest im Oktober 2012 bei der PCK Raffinerie GmbH hat die Fähigkeiten des Systems unter realen Bedingungen unter Beweis gestellt.

Eine Vielzahl von Teilkomponenten sind bereits nach Abschluss des Projekts verfügbar. Diese können kurzfristig als Assistenzfunktionen genutzt werden und den Bediener entlasten. Die Vermarktung dieser Einzelergebnisse durch die beteiligten Industriepartner telerob (Roboter), Sewerin (Sensorik) und Adlares (Sensorik) ist zu erwarten. Das Gesamtsystem stößt vor allem bei Betreibern von Chemie- und Energieanlagen auf erhöhtes Interesse.

Ansprechpartner RoboGasInspector

Projektleitung
Universität Kassel
Mönchebergstr. 7
34125 Kassel

Fachgebiet Mess- und Regelungstechnik
Prof. Dr.-Ing. Andreas Kroll
Tel: +49 (0)561 804-3248
E-Mail

Fachgebiet Mensch-Maschine-Systemtechnik
Prof. Dr.-Ing. Ludger Schmidt
Tel: +49 (0)561 804-2704
E-Mail

Weiterführende Informationen

Weitere Informationen zum Projekt RoboGasInspector und seinen Ergebnissen finden Sie in den Leitfäden, hier insbesondere in

Band 1, Autonome und simulationsbasierte Systeme für den Mittelstand

Band 2, Recht und funktionale Sicherheit in der Autonomik 

Band 5, Multimediale Sensorik-Konzepte der Umwelterkennung/-modellierung.