SafetySim - multimediales Lehr- und Lernkonzept zur Maschinen- und Anlagensicherheit

In einem von der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) geförderten Projekt entwickelte und erprobte ein Konsortium der Hochschule Bonn-Rhein Sieg, dem Hans-Böckler Berufskolleg Köln, der DEKRA Media GmbH und dem BIBB ein bildungsbereichsübergreifendes multimediales Lehr- und Lernkonzept zur Maschinen- und Anlagensicherheit (SafetySim). Die Entwicklungs- und Erprobungsarbeiten erfolgten fallbeispielhaft für die Ausbildungsberufe "Elektroniker für Betriebstechnik/ Elektronikerinnen für Betriebstechnik", "Elektroniker für Geräte und Systeme/ Elektronikerinnen für Geräte und Systeme", "Mechatroniker/ Mechatronikerinnen" und Bachelor-Studierende der Fachrichtung "Maschinenbau (B. Eng.)".

SafetySim richtet sich an Auszubildende und Studierende, die sich vor dem Hintergrund der jeweiligen Ausbildungsgänge oder Studienordnungen mit den Fachthemen „Mechatronik“, „Elektrotechnik“ und „Automatisierungstechnik“ auseinandersetzen. Mithilfe der im Projekt entwickelten und erprobten Anlagensimulation haben sie nun die Möglichkeit, den Einsatz von sicherheitsgerichteten speicherprogrammierbaren Steuerungen (Sicherheits-SPS), die den aktuellen Normen DIN EN ISO 13849 und DIN EN 62061 entsprechen, realitätsnah zu üben. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf der Konfiguration und Programmierung der Systeme.

Safety Sim - multimediales Lehr- und Lernkonzept zur Maschinen- und Anlagensicherheit

SafetySim vermittelt Auszubildenden und Studierenden den Umgang mit elektrischen Anlagen sowie die zugehörige Fehlererkennung und Maschinensicherheit. Darüber hinaus können sie auch die Kompetenz erwerben, räumlich-logische Zusammenhänge zu erfassen und bei sicherheitsrelevanten Tätigkeiten besonders gründlich und systematisch vorzugehen. Um den Auszubildenden und Studierenden das zum Einsatz von Safety-SPSen notwendige Wissen zu vermitteln, kommt das Modell der vollständigen Handlung zum Einsatz, welches ein handlungsorientiertes Lernen ermöglicht.

Das Konzept von SafetySim gliedert sich in vier verschiedene Lernbausteine von je 90 Minuten Länge. Jeder Lernbaustein wird in kleinere Lerneinheiten aufgeschlüsselt, so dass ein punktuelles Lernen an den Stellen, an denen es individuell notwendig erscheint, möglich ist. Auch sind die Aufgaben, die in die einzelnen Bausteine integriert sind, so gestaltet, dass der Schwierigkeitsgrad variabel und individuell anpassbar ist. Dadurch erhalten Auszubildende und Studierende genau die Unterstützung, die sie beim Lernen benötigen. Die Ausbilder/-innen, Berufsschullehrer/-innen und Dozent/-inn/en übernehmen hierbei eine Coaching-Funktion und stehen den Anwenderinnen und Anwendern als Lernbegleiter beratend zur Seite.

Als Basis von SafetySim dient ein 3D-simulationsbasiertes Mehrbenutzer-Trainingssystem, das die Anwenderin oder den Anwender dabei unterstützt, Sicherheitsfunktionen mittels einer Sicherheits-SPS zu realisieren. Die Software simuliert hierzu in physikalisch und elektromechanisch korrekter Weise die einzelnen Schutzeinrichtungen einer Maschine bzw. Anlage, und zwar inklusive der zugehörigen Sensoren und Aktoren. Ein ebenfalls speziell hierfür konzipierter E/A-Adapter wandelt die über die Simulation erzeugten Signale dann so um, dass eine handelsübliche Sicherheits-SPS, beispielsweise von Siemens oder Eaton, die Daten anschließend auslesen kann. Hierdurch sind die Anwenderinnen und Anwender in der Lage, mittels der durch die Simulation erzeugten Sensordaten eine realitätsnah simulierte Maschine unter sicherheitsrelevanten Aspekten zu steuern.