Dräger und Plexus Perfekte Symbiose von OEM und EMS

Messtechnik von Dräger im Einsatz
Messtechnik von Dräger im Einsatz

Kurze Wege, schnelle Absprachen und agiles Engineering: Um im Rahmen eines Innovationsprogramms sehr schnell Prototypen eines portablen Gasmessgeräts aufzubauen, setzte das Gas-Detection-Technology-Team von Dräger auf den Elektronik-Dienstleister Plexus.

Um Wege jenseits eines konventionellen Ideenmanagements anzustoßen, rief Dräger intern zu einem Kickbox-Innovationsprogramm auf. Mitarbeiter erhielten die Chance, kreative Geschäfts- und Produktideen zu testen und weiterzuentwickeln. Mit großem Erfolg: Insgesamt 180 Projekte wurden bei Dräger eingereicht, von denen es sechs nach einem ersten Pitch in die nächste Runde schafften.

Zu den ausgewählten Projekten zählte auch das Team Gas Detection Technology, das ein tragbares Gasmessgerät präsentierte. Das Messgerät soll selbst geringste Konzentrationen verschiedenster Gase (z.B. Benzol, Butadien, Quecksilber, Ethylenoxid) in der Luft erkennen und direkt vor Ort zum Beispiel in Raffinerien und Chemieanlagen zum Einsatz kommen.

Dräger verfügt über die grundlegende Technologie für diese Gasmessung und arbeitet mit Chemosensorik, wobei infolge einer chemischen Reaktion mit einem zu messenden Gas ein Farbwechsel auftritt. In die Messgeräte werden Chips in Form von Micro-Tubes eingesetzt, die ein chemisches Präparat enthalten. Die entsprechenden Kalibrierungsparameter für das jeweilige Gas sind auf einem integrierten RFID-Tag hinterlegt. Befindet sich der Gefahrstoff in der Umgebungsluft, verfärbt sich das Präparat. Der auftretende Farbverlauf wird von einem CMOS-Sensor aufgenommen und verrät, wie hoch der Konzentrationswert des zu messenden Gases ist.

Die Akzeptanzwerte für krebserregende Gase sind sehr niedrig und liegen laut risikobezogenem Maßnahmenkonzept TRGS 910 weit im Parts-per-Billion-Bereich. In diesem Jahr sollen diese Werte sogar nochmals um den Faktor 10 verschärft werden. Arbeitgeber stehen daher vor der Herausforderung, selbst kleinste Mengen präzise und zuverlässig zu messen – und zwar nicht erst im Labor, sondern schnell und direkt vor Ort.

»Hier haben wir erkannt, dass es im Markt einen großen Bedarf nach einer mobilen Lösung gibt«, erklärt Peter Happ, Chemiker und Entwickler von Dräger Safety und eines der beiden Team-Mitglieder von Gas Detection Technology. »Unser Ziel ist es, auf Basis der Dräger-Technologie ein zukunftsfähiges Gerät zu entwickeln, das es ermöglicht, eine schnelle Abschätzung des Risikos vorzunehmen und entsprechende Maßnahmen zu ergreifen. Dadurch lässt sich ein sicherer Umgang mit den entsprechenden Gasen gewährleisten.«

Entsprechend lauteten auch die Vorgaben des Projekts. Um innerhalb der kurzen Zeit Prototypen zu realisieren, waren kurze Lieferzeiten für benötigte Teile gefragt sowie eine effiziente Abwicklung von Zulassungsverfahren, etwa beim Explosionsschutz. Zudem galt es, einige Funktionen des Geräts neu zu definieren.

Für die Realisierung der Prototypen erhielt das Gas-Detection-Technology-Team zwar ein kleines Budget, konnte aber aufgrund fehlender freier Kapazitäten nicht auf eigene Ressourcen von Dräger zurückgreifen. Zudem lag die Expertise der Teammitglieder auf der Chemosensorik des Geräts. Daher Wahl fiel die Wahl auf Plexus, bereits ein langjähriger Partner von Dräger.

»Plexus hat von Anfang an den Gedanken der Kickbox aufgegriffen und mit einem hohen Maß an Geschwindigkeit und Agilität gepunktet«, so Dr. Jan Boeckmann, Chemiker und Entwickler von Dräger Safety und ebenfalls Team-Mitglied bei Gas Detection Technology. Um agil und schnell zu sein, einigten sich die Partner darauf, die Dokumentation auf ein Minimum zu reduzieren, den Entwicklungszeitrahmen dadurch kurz zu halten und gleichzeitig alle technischen Anforderungen des Produkts zu erfüllen.

»Wir haben die Denkweise bei Dräger übernommen und auch bei uns eine schlanke und agile Entwicklungsstruktur aufgebaut. Und das ermöglichte uns eine effektive und schnelle Projektabwicklung«, so David Fischer, Functional und Project Manager von Plexus.

Beim Redesign des Geräts konnte Plexus auf vorhandene Zeichnungen, mechanische Daten (z.B. 3D-Daten), elektrische Daten von der PCB sowie Softwaredaten von Dräger zurückgreifen. Um die Produktreife zu erreichen, galt es jedoch, den Dokumentationsstand zu aktualisieren und anzupassen. Dabei wurden einzelne Datensätze verifiziert sowie das Sourcing von Teilen überprüft. In Zusammenarbeit mit Plexus konnten zunächst die Funktionen des Geräts definiert und neue Features hinzufügt werden. Um das Gerät auch über Smartphone und App bedienen zu können, wurde ein Bluetooth-Modul für eine zusätzliche Schnittstelle integriert. Zudem setzten die Experten einen neuen Prozessor ein und passten das PCB-Layout entsprechend an. Andere Funktionen wie ein SD-Kartenspeicher wurden hinfällig und konnten entfernt werden. Zudem entschloss man sich, die Remote-Pumpe nicht intern zu verbauen, um die Komplexität des Geräts zu reduzieren.