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Forschungsprojekt DigiRAB

Smarte Assistenzsysteme sollen Bauarbeiten sicherer machen

Im Projekt DigiRAB wurden Simulationen entwickelt, die Anwendern Risiken und Gefahren deutlich machen.

Bochum (ABZ). – Digitale Prozesse und smarte Technologien können die Arbeit auf Baustellen sicherer machen, und zwar deutlich und auch langfristig. Zu diesem Ergebnis kommt das Verbundforschungsprojekt DigiRAB – "Sicheres Arbeiten auf der digitalisierten Baustelle".

Koordiniert durch die Ruhr-Universität Bochum (RUB) haben die Projektpartner Züblin, Topcon, thinkproject und Selectronic eine digitale Plattform entwickelt, um den Arbeitsschutz auf Baustellen zu planen, zu steuern und dazu zu schulen. Diese Plattform ist cloud-basiert.

In der Bauindustrie sind Arbeitnehmerinnen und Arbeitnehmer höheren Gefahren ausgesetzt als in vielen anderen Branchen, seien es Abstürze aus größeren Höhen, Unfälle mit Baumaschinen oder mit handgeführten Geräten. "Auf deutschen Baustellen werden Jahr für Jahr noch immer deutlich mehr als 100 000 Arbeitsunfälle registriert", verdeutlicht RUB-Projektleiter Dr. Jochen Teizer vom Lehrstuhl für Informatik im Bauwesen. Im Projekt DigiRAB hätten die Partner digitale Lösungen gefunden, damit weniger solcher Unfälle passieren. Sie haben ein Assistenzsystem für die Sicherheits- und Gesundheitsschutzkoordinatoren der Baubranche entwickelt. Da in dem Projekt die drei Bereiche "Sicher Planen", "Proaktiv Warnen" und "Personalisiert Lernen und Schulen" untersucht wurden, deckt dieses System mehrere Bereiche ab: Es kann digital planen, um Gefahren vorzubeugen. Es warnt automatisiert vor Beinahe-Unfällen, meldet diese und wertet sie aus. Und es nutzt personalisierte Virtuelle Realität (VR), um Anwender wirklichkeitsgetreu zum Thema Sicherheit zu schulen.

Für den Bereich der digitalen Planung des Arbeitsschutzes haben die DigiRAB-Partner Werkzeuge entwickelt, um BIM-Inhalte für eine sichere Bauabwicklung zu erzeugen. Ein neuer "Rule-Checking-Algorithmus" untersucht bestehende BIM-Modelle und erinnert seine Nutzerinnen und Nutzer auf dieser Grundlage daran, die notwendigen Arbeitsschutzmaßnahmen zu nutzen. Dazu zählen beispielsweise Absturzsicherungen. Andere Werkzeuge sind es ein teilautomatisch erstellter "4D-Sicherheits- und Gesundheitsschutz (SiGe)-Plan" mitsamt digitaler Gefährdungsbeurteilung und eine weiterentwickelte Planung der Baustelleneinrichtung.

Diese Inhalte können Baubeteiligte als Grundlage für Entscheidungen nutzen, erläutern die Projektpartner. Um den Arbeitsschutz im Baustellen-Betrieb zu verbessern, haben die Teilnehmer des Forschungsprojekts ein digitales Warnsystem mit RFID-Technik auf Basis des mobilen Person Detection Systems (PDS) von Selectronic entwickelt. Sensoren an Baumaschinen erzeugen dabei ein rundes Signalfeld mit drei Näherungszonen. Diese Zonen können frei festgelegt werden. Das Signalfeld tauscht sich mit Personen-Sendern des Baustellen-Personals aus und kann dadurch die Arbeiter bei Gefahren warnen, sei es durch optische Signale oder durch Töne. Denkbar sei darüber hinaus auch, in das Bussystem der Baumaschine einzugreifen, sodass sie Maschine bei Gefahr automatisch langsamer wird oder ganz stoppt, erläutern die Projektverantwortlichen. Über eine Schnittstelle von Topcon werden die Daten der gefährlichen Ereignisse in Echtzeit erfasst und um die Geoposition ergänzt. Die Daten werden über eine Cloud-Lösung mit der BIM-Software verknüpft und von der Software analysiert und dokumentiert.

Die Arbeitssicherheitsausbildung ist bislang sehr theorielastig, führen die Projektverantwortlichen weiter aus. Praktische Lehreinheiten seien aufwendig und schon aus Gründen der Sicherheit nur begrenzt möglich. Im Projekt DigiRAB haben die RUB-Lehrstühle für Informatik im Bauwesen und für Informations- und Technikmanagement mit digitaler Technik eine neue Möglichkeit geschaffen, praxisnah zum Thema Arbeitsschutz zu schulen. Mit neu entwickelten VR- und Augmented Virtuality-(AV) Simulationen können Anwenderinnen und Anwender sich realitätsgerecht und aktiv mit verschiedenen Lerngegenständen auseinandersetzen. Sie steuern die Simulationen über echte Handwerkzeuge wie zum Beispiel Winkelschleifer. Welche Folgen eine falsche Bedienung hat, und welche Gefahren und Risiken es ansonsten gibt, zeigt ihnen die Simulation wirklichkeitsnah und anschaulich. Die Palette der Schulungsmöglichkeiten wird damit größer, so die Projektpartner. Anwender könnten in der neuen virtuellen Lehrumgebung daher lernen, sicher mit Baumaschinen und handgeführten Geräten umzugehen – abseits der Baustelle, ohne Risiko und dennoch zuverlässig.

Derzeit würden die Möglichkeiten der Digitalisierung noch nicht konsequent genutzt, um den Arbeitsschutz in Bauprojekten zu planen und umzusetzen, meint Dr. Ian Quirke, der für die Züblin-Direktion Mitte das Projekt DigiRAB leitet. DigiRAB zeige, wie Building Information Modeling (BIM) und LEAN Construction die Arbeit sicherer machen könnten. "Alle Partner dieses Forschungsprojektes liefern einen großen Beitrag zur Einbindung der Arbeitssicherheit in den BIM-Gedanken und die ersten erfolgreichen Ansätze der Umsetzung", ergänzt Wolfgang Bücken, Business Development Manager und DigiRAB-Projektleiter bei Topcon. "Es ist unsere Pflicht, die Arbeiter auf unseren Baustellen unter Einbezug modernster Technologien bestmöglich zu schützen."

Das Projekt DigiRAB lief seit April 2017 über drei Jahre. Im Rahmen des Forschungsprogramms "Zukunft der Arbeit" wurde es vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und dem Europäischen Sozialfonds (ESF) gefördert. Die Berufsgenossenschaft (BG) Bau und der Baustellen-Dienstleister Hilti waren als Partner in das Projekt eingebunden. Als Basis wurde im Projekt die BIM-Management-Software "DESITE MD" von thinkproject genutzt.

Dieser Artikel erschien in der Ausgabe Allgemeine Bauzeitung 27/2020.

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