In der Kerntechnik wird Virtual Reality zu einem wertvollen Tool, um die Sicherheit zu verbessern – insbesondere durch Schulungen. Cegelec CEM ist bei dem Thema ganz vorne mit dabei.
Die Digitalisierung revolutioniert die Abläufe in der Industrie. Die „Industrie 4.0“ wird ultravernetzt sein und so an Veränderungs- und Störungstoleranz gewinnen. Das gilt insbesondere auch für die Kerntechnik, eine High-Tech-Industrie mit sehr spezifischen Sicherheitsanforderungen. Die Nutzung der Virtual Reality und das Aufkommen von digitalen Anlagen- und Verfahrensmodellen sind insbesondere bei der Schulung des Personals von großem Nutzen im Umgang mit den Risiken, die jegliche kerntechnische Anwendung mit sich bringt. Tatsächlich ist der Schulungsaufwand in dieser Branche dreimal höher als in der restlichen Industrie.
„Durch die Komplettimmersion des Projektteams und vermitteln wir Informationen, welche die Sicherheitsrisiken deutlich verringern – sowohl auf Technik- als auch Personalebene”
Sicherheitsrisiken verringern
Zu den wichtigsten Vorteilen der Virtual Reality zählen die Möglichkeit, Aufgaben völlig ohne Sicherheitsrisiko durchzuspielen, Bedienhandlungen zu perfektionieren und sich mit verschiedenen Szenarien zu konfrontieren, die im Vorfeld der Einsätze schwer zu simulieren sind. In der VINCI Energies-Gruppe hat Cegelec CEM, eine auf Planung und Umsetzung von elektromechanischen Equipments für Bereiche mit besonders hohen Anforderungen (Kernkraft, Wissenschaft) spezialisierte Firma, ein herausragendes Know-how zu diesem Thema entwickelt. Die Abteilung „Simulation und Prototyping“ ist voll und ganz auf die Durchführung von komplexen VR-Simulationen und -Schulungen für kerntechnische Anlagen ausgerichtet.
„Seit fünf Jahren entwickeln wir Simulationen, etwa für die Überprüfung der Entwurfsplanung. Wir setzen auf die Komplettimmersion des Projektteams und vermitteln ihm so Informationen, welche die Sicherheitsrisiken deutlich verringern – sowohl auf Technik- als auch Personalebene“, erläutert Michaël Brochier, Referent CAD und Virtual Reality bei Cegelec CEM. Aber seit zwei oder drei Jahren nutzt sein Team VR-Lösungen auch für Schulungen. „So kann das Bedienpersonal beispielsweise lernen, wie es mit Anlagen umgehen muss, die aus Sicherheits- oder Verfügbarkeitsgründen ansonsten schwer zugänglich sind. Die Schulungsteams bringen mobile Schulungscontainer mit, damit das Personal vor Ort ausgebildet werden kann.“ So wird es optimal und zeitnah auf den Einsatz vorbereitet. Etwa auf die Montage eines Greifarms in einem Abklingbecken oder die Beladung eines Reaktors mit neuen Brennstäben. „Die Simulation verschafft uns einen erheblichen Zeit- und Effizienzgewinn. Darüber hinaus können wir das vorhandene Know-how besser weitervermitteln“, so Brochier. „Ganz zu schweigen von den Vorteilen für die Umwelt: Das Personal muss nicht zum Schulungsort fahren, es sind keine riesigen Anlagen erforderlich.”
Nutzung der Mixed Reality
Um weitere Fortschritte zu ermöglichen, arbeitet Cegelec CEM derzeit an einem digitalen Zwilling der Be- und Entlademaschine. „Wir wollen eine VR-Simulation mit der Simulation des operativen Teils verknüpfen und die Funktionsweise sämtlicher Equipments der Maschinen simulieren“, so Brochier weiter. „Die Arbeitsweise des Equipments wird realitätsgetreu nachempfunden. Wir können Ereignisse auslösen und an ihrer Bewältigung arbeiten, die bei einer herkömmlichen Simulation nicht vorgekommen wären. Virtual Reality trägt zu einem zuverlässigeren Design und einer besseren Ergonomie bei und sorgt gleichzeitig dafür, dass die geforderte Leistung und Normentreue erreicht wird.“
Die nächste Entwicklungsstufe, die Mixed Reality, wird seit 2020 von Cegelec CEM genutzt. Dank der HoloLens2 von Microsoft kann ein Objekt dreidimensional in seiner realen Umgebung abgebildet werden. Mit Vizu, einer vom Team von Brochier entwickelten Standalone-Anwendung, können die Nutzer:innen auf eine Bibliothek mit 3D-Komponenten zugreifen, um sich mit komplexen Equipments in Umgebungen vertraut zu machen, die sich regelmäßig verändern. Das Tool optimiert den Austausch zwischen Standort und Planungsabteilung und sorgt so für weniger Produktionsfehler. „Das Personal vor Ort hat auf diese Technologie regelrecht gewartet, weil es damit zum geeigneten Zeitpunkt zu überprüfen vermag, ob das neue Equipment korrekt eingebaut ist, aber auch Informationen an die verschiedenen Projektbeteiligten weiterleiten kann: Kolleg:innen, Kund:innen usw. Die Technologie hält, was sie verspricht, und revolutioniert die Abläufe vor Ort“, stellt der Experte von Cegelec CEM fest.
Doktorarbeit überprüft Effizienz der Virtual Reality
In Zusammenarbeit mit dem CEA, dem Laboratoire d‘ingénierie des systèmes physiques et numériques (Lispen) und dem Centre de réalité virtuelle de la Méditerranée (CRVM) ist seit September 2021 drei Jahre lang ein Doktorand im Team von Michaël Brochier tätig. Seine Doktorarbeit trägt den Titel „Methodik zur Validierung der immersiven Simulation komplexer Bedienhandlungen in einer besonderen Bedingungen unterliegenden Umgebung“. Er erforscht, inwiefern immersive Technologien äquivalente, realitätsnahe Verhaltensweisen ermöglichen. Beobachtet wird dabei insbesondere, ob die sensorischen Rückmeldungen (Haptik, Gehör, Geruch usw.) Auswirkungen auf die Effizienz der Bedienhandlung haben.
08/09/2022
