Anwendungsgebiet der Erfindung Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Überwachung von Zustand und Bewegungsablauf in einer aseptischen Arbeitskammer eines in einem Auf stellraum stehenden Containments, mit zumindest einem in die Arbeitskammer hineinragenden Arbeitshandschuh. Der jeweilige Arbeitshandschuh ist in der Arbeitskammer bis zu einem maximalen Greifbereich in den drei xyz-Raumachsen erstreckbar. Jeder Arbeitshandschuh könnte jeweils ein Objekt oder zwei Arbeitshandschuhe zusammen könnten ein Objekt halten, wodurch sich ein maximal er weiterter Aktionsbereich in den drei xyz-Raumachsen ergibt. In der Arbeitskammer können sich temporär Behältnisse befinden, die mit Substanzen gefüllt sind, mit solchen zu befüllen oder zu entleeren sind.

Stand der Technik

Von der Metall+Plastik GmbH, D-78315 Radolfzell/Deutschland, ist die Verwendung von Kameras zum Filmen der Innenräume von Isolatoren zur Überwachung des Geschehens aus verschiedenen Richtungen bekannt. Auch die Firma Nuaire, Plymouth, MN 55447/USA, verwendet Kameras zur kontinuierlichen Aufzeichnung im Isolator (siehe https://www.nuaire.com/learn/general-technical- bulletins/camera-useage-in-a-biosafetv-cabinet-pharmacy-isol ator; Internetauszug vom 30.09.2019). Die Ortner Reinraumtechnik GmbH, A-9500 Villach/Österreich, setzt für den gleichen Zweck eine Gegensprechanlage mit Überwachungskamera ein (siehe https://www.ortner-group.com/produkte/isoline/aseptic-isolat or.15f08.php; Internet auszug vom 30.09.2019). Von der Bausch+Ströbel Maschinenfabrik llshofen GmbH+Co. KG, D-74532 Ilshofen/Deutschland, ist die Verwendung von Kameras für eine kontinuierliche Aufzeichnung von Abfüllprozessen in Isolatoren bekannt (siehe ISPE November 2018 "Remote Observation Technologies - Revolutionizing the Pharma Manufac turing Space", unter https://ispe.org/pharmaceutical-enqineerinq/november- december-2018/remote-observation-technoloqies-revolutionizin a: Internetauszug vom 30.09.2019).

Aufgabe der Erfindung

Ausgehend vom vorbekannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine weiterentwickelte Anordnung zur Überwachung von Zustand und Bewegungsablauf in einer aseptischen Arbeitskammer eines Containments zu schaffen. Ziel ist es, damit eine sichere Führung für die Handlungen des Bedie ners am Containment zu gewährleisten, dennoch fehlerhafte Aktivitäten des Bedieners und Havariefälle rasch zu erkennen und daraus entstandene Verluste zu minimieren. Übersicht über die Erfindung

Die Anordnung ist zur Überwachung von Zustand und Bewegungsablauf in einer aseptischen Arbeitskammer eines in einem Aufstellraum stehenden Containments konzipiert. In die Arbeitskammer ragt zumindest ein Arbeitshandschuh hinein, wo bei der jeweilige Arbeitshandschuh in der Arbeitskammer bis zu einem maximalen Greifbereich in den drei xyz-Raumachsen erstreckbar ist. Erfindungsgemäss umfasst die Anordnung ein Tracking-System, deren Aufzeichnungen zur kontinuier lichen dreidimensionalen Lokalisierung des zumindest einen Arbeitshandschuhs dienen und in einer Rechnereinheit abgespeichert sind. In der Arbeitskammer ist zumindest ein dreidimensionaler oder zweidimensionaler Sperrbereich definiert, an den ein Warnbereich angrenzen kann. Einzelne Flächenabschnitte oder der gesamte Boden des Containments kann als Sperrbereich definiert sein. Um Maschinen herum, die in der Arbeitskammer installiert sind und für den Bediener eine Gefahr darstellen, können ein Sperrbereich und davor eventuell ein Warnbereich eingerichtet sein. Die Koordinaten von Sperrbereich und Warnbereich sind in der Rechnereinheit abgespeichert. In den Sperrbereich mit dem zumindest einen Arbeitshandschuh darf nicht eingegriffen werden; und in den Warnbereich sollte nicht eingegriffen werden. Nachfolgend werden spezielle Ausführungsformen der Erfindung definiert: Jeder Arbeitshandschuh kann jeweils ein Objekt oder zwei Arbeitshandschuhe zusam men können ein Objekt halten, wodurch sich ein maximal erweiterter Aktionsbereich in den drei xyz-Raumachsen ergibt. Die Aufzeichnungen des Tracking- Systems dienen sowohl zur kontinuierlichen dreidimensionalen Lokalisierung des zumindest einen Arbeitshandschuhs als auch des zumindest einen Objekts. In den Sperrbereich darf auch nicht mit dem Objekt eingegriffen werden, während in den Warnbereich nicht mit dem Objekt eingegriffen werden sollte.

In der Rechnereinheit sind die räumlichen Positionen von Arbeitshandschuhen und Objekten innerhalb des mit den drei Raumachsen gebildeten xyz-Koordina- tensystems mit Zeitstempel erfasst; und in der Rechnereinheit erfolgt ein Echtzeitvergleich mit den in der Rechnereinheit festgelegten Sperrbereichen und eventuellen Warnbereichen.

Temporär können sich in der Arbeitskammer Behältnisse befinden, die mit Subs tanzen gefüllt sind, mit solchen zu befüllen oder zu entleeren sind. In der Rechner einheit sind die räumlichen Positionen der Behältnisse innerhalb des mit den drei Raumachsen gebildeten xyz-Koordinatensystems mit Zeitstempel erfasst, um bei einem Havariefall eine nichtplanmässige Position eines Behältnisses, einen eventuellen Bruch eines Behältnisses mit dessen Ausbreitungsbereich und den Ausbreitungsbereich unkontrolliert austretender Substanz festzustellen.

Vorteilhaft ist der Bediener mit einer Virtual-Reality-Brille ausgestattet, welche dazu bestimmt ist:

- ihm die in der Rechnereinheit definierten Sperrbereiche und eventuellen Warn bereiche als Grafikelemente anzuzeigen; oder auch zusätzlich

- ihm eine gemäss dem in der Rechnereinheit hinterlegtem Reinigungs- und Des infektionsprogramm zu reinigenden Fläche anzuzeigen.

Das Tracking-System umfasst zumindest eine erste Kamera, die einen ersten Erfassungswinkel hat, und eine zweite Kamera, die einen zweiten Erfassungswinkel hat. Die erste Kamera mit ihrem ersten Erfassungswinkel erfasst überwachend die zwei xy-Raumachsen und die zweite Kamera mit ihrem zweiten Erfassungswinkel die dritte z-Raumachse. Der erste Erfassungswinkel und der zweite Erfassungswinkel überlappen sich, so dass alle Bereiche in der Arbeitskammer von der Über wachung erfasst sind. Die erfassten Zustände und Bewegungsabläufe in der Rechnereinheit sind als 3D-Daten und/oder Videostreams abgespeichert.

Bei grosser räumlicher Ausdehnung der Arbeitskammer sind eine dritte Kamera mit ihrem dritten Erfassungswinkel und - in Abhängigkeit von der Grösse der Arbeitskammer - weitere Kameras mit den jeweiligen Erfassungswinkeln installiert Dann erfasst die erste Kamera mit ihrem ersten Erfassungswinkel die x-Raum- achse, die zweite Kamera mit ihrem zweiten Erfassungswinkel die y-Raumachse und die dritte Kamera mit ihrem dritten Erfassungswinkel die z-Raumachse über wachend. Hierbei überlappen sich die Erfassungswinkel so, dass alle Bereiche in der Arbeitskammer von der Überwachung erfasst sind. Die erfassten Zustände und Bewegungsabläufe in der Rechnereinheit sind als 3D-Daten und/oder Videostreams abgespeichert.

Eine Signaleinheit ist vorgesehen, welche einen in die Arbeitskammer eingreifenden Bediener und/oder eine Überwachungsperson: - bei unzulässigem Vordringen in einen Sperrbereich akustisch und/oder optisch und/oder durch auf den Körper des Bedieners und/oder der Überwachungs person einwirkende Vibration alarmiert; sowie

- bei eingerichteten Warnbereichen bei kritischem Vordringen in einen Warnbereich als Annäherung an einen Sperrbereich akustisch und/oder optisch und/oder durch auf den Körper des Bedieners und/oder der Überwachungs person einwirkende Vibration zu melden.

In der Rechnereinheit sind weitere Vorschriften definiert, nämlich:

- zum Eingriff in die Arbeitskammer autorisierte Bediener; - in der Arbeitskammer erlaubte Objekte, z.B. Werkzeuge, und erlaubte, passfähige Bauteile, z.B. Formteile an Füllmaschinen, und der vorschriftsgemässe Einbau solcher Formteile hinsichtlich anlagen-technischer Zuordnung und Positionierung; - maximal zulässige Geschwindigkeit der in der Arbeitskammer bewegten Arbeitshandschuhe bzw. Objekte; und

- ein Reinigungs- und Desinfektionsprogramm. Das Tracking-System ist zusätzlich zur Erkennung der biometrischen Kennzei chen eines am Containment sich positionierten Bedieners ausgestattet.

Die Virtual-Reality-Brille zeigt dem Bediener gemäss dem in der Rechnereinheit hinterlegten Reinigungs- und Desinfektionsprogramm die vorgeschriebene Inten- sität bei der Flächenreinigung, z.B. als ein- oder mehrmaliges mit einem Mindest- anpressdruck auszuführendes Überwischen, und deren Erfüllung an, z.B. als Farbumschlag bei erreichter Erfüllung von Rot auf Grün.

In einer speziellen Ausführungsform der Überwachungsanordnung ist der Arbeits- handschuh mit systematisch verteilten Markierungspunkten versehen. Anhand dieser Markierungspunkte wird der vom Arbeitshandschuh gebildete Volumenkörper als CAD-Drahtmodell durch das Tracking-System erfasst.

Das von einem Arbeitshandschuh gehaltene Objekt kann ebenfalls mit syste- matisch verteilten Markierungspunkten versehen sein. Mittels der Markierungspunkte ist der vom Objekt gebildete Volumenkörper als CAD-Drahtmodell durch das Tracking-System erfassbar.

Kurzbeschreibunq der beiqefüqten Zeichnungen Es zeigen:

Figur 1A - die Arbeitskammer eines Containments mit zwei hineinragenden Arbeitshandschuhen, einem gehaltenen Objekt in Gestalt eines Werkzeugs und zwei Kameras, in Draufsicht;

Figur 1B - den Aufbau gemäss Figur 1A, in Seitenansicht;

Figur 2 - einen Arbeitshandschuh mit Werkzeug mit einer Vielzahl systematischer Markierungspunkte zur Erstellung eines CAD-Drahtmodels; Figur 3A - den Aufbau gemäss Figur 1A, mit drei Kameras und dem ersten Arbeitshandschuh mit einer Streckvorrichtung, in Draufsicht; Figur 3B den Aufbau gemäss Figur 3A, mit einem vor dem Containment stehenden Benutzer, in Seitenansicht; Figur 4A den Aufbau gemäss Figur 1A, jeder Arbeitshandschuh mit Werk zeug, zur prinzipiellen Illustration der Greif- und Aktionsbereiche, in Draufsicht;

Figur 4B den Aufbau gemäss Figur 4A, in Seitenansicht; Figur 5A den Aufbau gemäss Figur 1A, der zweite Arbeitshandschuh mit Werkzeug zur prinzipiellen Illustration von Warn- und Verbotsbereichen, in Draufsicht;

Figur 5B den Aufbau gemäss Figur 5A, in Seitenansicht;

Figur 6A - den Aufbau gemäss Figur 5A, zur prinzipiellen Illustration mit dem ersten Arbeitshandschuh im Eingriff in den ersten Verbotsbereich, in Draufsicht; und

Figur 6B - den Aufbau gemäss Figur 6A, zur prinzipiellen Illustration gestörter Laminarströmung, in Seitenansicht.

Ausführunqsbeispiel

Mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen erfolgt nachstehend die detaillierte Beschreibung der erfindungsgemässen Anordnung zur Überwachung von Zustand und Bewegungsablauf in einer aseptischen Arbeitskammer eines Containments.

Für die gesamte weitere Beschreibung gilt folgende Festlegung. Sind in einer Fi gur zum Zweck zeichnerischer Eindeutigkeit Bezugsziffern enthalten und dabei zeichnerisch eindeutig erkennbar ist, dass es sich um "wiederkehrende" Bauteile handelt, aber im unmittelbar zugehörigen Beschreibungstext nicht erläutert, so sei im Interesse der Verkürzung, auf deren Erklärung in vorangehenden Figurenbe schreibungen hingewiesen.

Figuren 1A und 1B Das in einem Aufstellraum 99 positionierte Containment 9 ist vom Gehäuse 90 umgeben, welches die Arbeitskammer 91 umschliesst. In die Arbeitskammer 91 ragen - wie im gestreckten Zustand gezeigt - ein erster Arbeitshandschuh 1 und ein zweiter Arbeitshandschuh 2 hinein. Diese Arbeitshandschuhe 1,2 sind zum Eingriff eines berechtigten Bedieners 8 bestimmt (siehe Figur 3B). Zur Bildung eines Tracking-Systems C1-C2 sind eine erste Kamera C1, die einen ersten Erfassungswinkel a1 hat, und eine zweite Kamera C2 mit ihrem zweiten Erfas sungswinkel a2 vorgesehen. Die erste Kamera C1 erfasst überwachend die zwei Raumachsen x,y und die zweite Kamera C2 die dritte Raumachse z, wobei sich der erste Erfassungswinkel a1 und der zweite Erfassungswinkel a2 überlappen, so dass alle Bereiche in der Arbeitskammer 91 von der Überwachung erfasst sind. Die erfassten Zustände und Bewegungsabläufe sind in der Rechnereinheit 5 als 3D-Daten und/oder Videostreams abgespeichert.

Ein Tracking-Systems C1-C2 kann anstelle von Kameras C1,C2 von einer Appa ratur gebildet werden, die basierend auf optischen Systemen, Laser-, Radar-, Ultraschall- oder Infrarottechnik arbeitet. Jeder Arbeitshandschuh 1,2 kann jeweils ein Objekt 7 halten oder zwei Arbeitshandschuhe 1,2 zusammen halten ein Objekt 7, z.B. ein Werkzeug. In der Arbeits kammer 91 können sich temporär Behältnisse 4 befinden, die mit Substanzen gefüllt sind, mit solchen zu befüllen oder zu entleeren sind. Ausserhalb des Containments 9 sind die Rechnereinheit 5 sowie die Signaleinheit 6 vorgesehen und eine Überwachungsperson 8' kann zugeordnet sein. Die Überwachungsper son 8' wird bei Erfordernis in den Prozessablauf am Containment 9 eingreifen.

Die Aufzeichnungen des Tracking-Systems C1-C2 in der Rechnereinheit 5 dienen sowohl zur kontinuierlichen dreidimensionalen Lokalisierung der Arbeitshand- schuhe 1,2 als auch der mit diesen geführten Objekte 7 in den von den drei Raumachsen x,y,z gebildeten xyz-Koordinatensystems mit Zeitstempel.

In der Rechnereinheit 5 werden auch die räumlichen Positionen der Behältnisse 4 innerhalb des mit den drei Raumachsen x,y,z gebildeten xyz-Koordinatensystems mit Zeitstempel erfasst, um bei einem Havariefall eine nichtplanmässige Position eines Behältnisses 4, einen eventuellen Bruch eines Behältnisses 4 mit dessen Ausbreitungsbereich und den Ausbreitungsbereich unkontrolliert austretender Substanz festzustellen. Solche ernsthaften Havariefälle sind z.B. zu Splittern ge- brochene Kunststoff- oder Glasbehälter sowie verschüttete Flüssigkeits- oder Pul versubstanzen.

Figur 2 Der Arbeitshandschuh 1 ist mit einer Vielzahl systematisch verteilter Markierungs punkte P1-P9 versehen. Anhand genannter Markierungspunkte P1-P9 wird der vom Arbeitshandschuh 1 gebildete Volumenkörper als CAD-Drahtmodell durch das Tracking-System C1-C2 erfasst. Mit dem Arbeitshandschuh 1 kann ein Objekt 7 geführt werden, welches ebenfalls Markierungspunkte Pm-Pn zur Positi- onserfassung mittels des Tracking-Systems C1-C2 aufweist.

Figuren 3A und 3B

Bei grosser räumlicher Ausdehnung der Arbeitskammer 91 ist eine dritte Kamera C3 mit ihrem dritten Erfassungswinkel a3 installiert. Die erste Kamera C1 mit ih- rem ersten Erfassungswinkel a1 erfasst überwachend die erste Raumachse x, die zweite Kamera C2 mit ihrem zweiten Erfassungswinkel a2 die zweite Raumachse y und die dritte Kamera C3 mit ihrem dritten Erfassungswinkel a3 die dritte Raumachse z. In Abhängigkeit von der Grösse der Arbeitskammer 91 können weitere Kameras C mit den jeweiligen Erfassungswinkeln a zweckmässig sein. Auch hier- bei ist es sinnvoll, dass sich die Erfassungswinkel a1-ah überlappen, um alle Bereiche in der Arbeitskammer 91 von der Überwachung zu erfassen.

In der Rechnereinheit 5 lassen sich Vorschriften definieren, nämlich:

- zum Eingriff in die Arbeitskammer 91 autorisierte Bediener 8; - in der Arbeitskammer 91 erlaubte Objekte 7, z.B. Werkzeuge, und erlaubte, passfähige Bauteile, z.B. Formteile an Füllmaschinen, und der vorschriftsge- mässe Einbau solcher Formteile hinsichtlich anlagen-technischer Zuordnung und Positionierung;

- maximal zulässige Geschwindigkeit der in der Arbeitskammer 91 bewegten Arbeitshandschuhe 1,2 bzw. Objekte 7; und

- ein Reinigungs- und Desinfektionsprogramm.

Das Tracking-System C1-C3 lässt sich zusätzlich zur Gesichtserkennung FR mit Erfassung der biometrischen Kennzeichen eines am Containment 9 sich positio nierten Bedieners 8 ausstatten, um die Personalie des Bedieners 8 zu protokollieren und/oder seine Autorisation für den Zugriff in die Arbeitshandschuhe 1 ,2 festzustellen und erst bei Bejahung freizugeben, wie in den beiden europäischen Patentanmeldung Nrn. 19 405 011.8 und 19 405 012.6 vergegenständlicht.

Bei einer vorzunehmenden Dekontamination der Arbeitskammer 91 ist auch si cherzustellen, dass die Arbeitshandschuhe 1 ,2 mit ihren teils engen Arealen, ins besondere zwischen den Fingern, vollständig dekontaminiert werden, was im ein gestülpten, schlapp hängenden Zustand nicht gewährleistet sein könnte. Zwecks gänzlicher Ausdehnung der Arbeitshandschuhe 1 ,2 ist es Praxis, für die Dekontaminationsphase eine Streckvorrichtungen 3 in den jeweiligen Arbeitshandschuh 1 ,2 einzuschieben.

Vorteilhaft ist der Bediener 8 mit einer Virtual-Reality-Brille 80 ausgestattet, welche unter anderem dazu bestimmt sein kann, dem Bediener 8 gemäss dem in der Rechnereinheit 5 hinterlegten Reinigungs- und Desinfektionsprogramm die vorgeschriebene Intensität bei der Flächenreinigung, z.B. als ein- oder mehrmaliges mit einem Mindestanpressdruck auszuführendes Überwischen, und deren ord nungsgemässe Erfüllung anzuzeigen, z.B. als Farbumschlag bei erreichter Erfüllung von Rot auf Grün.

Figuren 4A und 4B

Der jeweils in die Arbeitskammer 91 hineinragende Arbeitshandschuh 1 ,2 ist bis zu einem maximalen Greifbereich R1 ,R2 in den drei Raumachsen x,y,z erstreck bar. Werden von den Arbeitshandschuhen 1,2 Objekte 7 gehalten, ergibt sich ein maximal erweiterter Aktionsbereich R1',R2' in den drei Raumachsen x,y,z.

Figuren 5A bis 6B

In der Arbeitskammer 91 ist zumindest ein dreidimensionaler oder zweidimensionaler Sperrbereich V1,V2 definiert, an den ein Warnbereich W1 ,W2 angrenzen kann. Einzelne Flächenabschnitte oder der gesamte Boden 92 des Containments 9 können als Sperrbereich V1 ,V2 definiert sein. Um Maschinen herum, die in der Arbeitskammer 91 installiert sind und für den Bediener 8 eine Gefahr darstellen, können ein Sperrbereich V1,V2 und davor eventuell ein Warnbereich W1,W2 eingerichtet sein. Die Koordinaten von Sperrbereich V1,V2 und Warnbereich W1,W2 in den drei Raumachsen x,y,z mit xV1,yV1,zV1 bis xVI'.yVI'.zVI' beispielhaft für den ersten Sperrbereich V1 und xW1,yW1,zW1 bis xWI'.yWI'.zWI' beispielhaft für den ersten Warnbereich W1 sind in der Rechnereinheit 5 abgespeichert. In den Sperr bereich V1,V2 darf mit den Arbeitshandschuhen 1,2 nicht eingegriffen werden, während in den Warnbereich W1,W2 mit den Arbeitshandschuhen 1,2 nicht eingegriffen werden sollte. Gleiches gilt für ein Objekt 7, mit dem auch nicht in den Sperrbereich V1,V2 vorgedrungen werden darf, während das für den Warnbereich W1,W2 nicht geschehen sollte. In der Rechnereinheit 5 erfolgt ein Echtzeitvergleich mit den in der Rechnereinheit 5 festgelegten Sperrbereichen V1,V2 und eventuellen Warnbereichen W1,W2.

Mit dem Tracking-System C1-C3 lässt sich auch feststellen und protokollieren, wenn zwar nicht direkt in einen Sperrbereich V1 eingegriffen wird, jedoch über einem Sperrbereich V1 durch einen darüber einragenden Arbeitshandschuh 1 die Laminarströmung möglicherweise in kritischem Ausmass gestört wird.

Die Virtual-Reality-Brille 80, welche der Bediener 8 trägt, ist insbesondere dazu bestimmt, dem Bediener 8 die in der Rechnereinheit 5 definierten Sperrbereiche V1,V2 und eventuellen Warnbereiche W1,W2 als Grafikelemente anzuzeigen.

Die zur Anordnung gehörige Signaleinheit 6 hat den Zweck, einen in die Arbeits kammer 91 eingreifenden Bediener 8 und/oder eine Überwachungsperson 8' bei unzulässigem Vordringen in einen Sperrbereich V1,V2 akustisch und/oder optisch und/oder durch auf den Körper des Bedieners 8 und/oder der Überwachungs- person 8' einwirkende Vibration zu alarmieren.

Sind Warnbereiche W1,W2 eingerichtet, dient die Signaleinheit 6 dazu, das kritische Vordringen in einen Warnbereich W1,W2 als Annäherung an einen Sperr- bereich V1,V2 akustisch und/oder optisch und/oder durch auf den Körper des Bedieners 8 und/oder der Überwachungsperson 8' einwirkende Vibration zu melden.