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Fraunhofer-Institut in Lemgo entwickelt autarken und kompakten Fehlerdetektiv

Mobiler Sensorträger für verkettete Produktionslinien
Fraunhofer-Institut in Lemgo entwickelt autarken und kompakten Fehlerdetektiv

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Bild: Fraunhofer IOSB-INA
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Nach der Entwicklung des Produktionsdatenerfassungssystem INAsense vom Fraunhofer-Institutsteil IOSB-INA, das Temperatur, Leistungsaufnahme, Vibration, Schall, Luftdruck und viele andere Prozessgrößen durch externe Sensorik misst und mit den KPI’s der Produktion vergleicht, hat das Institut nun INAcarry entworfen. Dabei ist ein Werkstückträger, der sich auf Förderstrecken von Station zu Station durch die Produktion bewegt, mit einem Satz an Sensorik bestückt und kann so unterschiedliche Umgebungsdaten wie beispielsweise Temperatur, Luftfeuchtigkeit und -qualität, Druck erfassen. Insbesondere bei Produkten, deren Herstellung durch Umweltfaktoren beeinflusst wird, ist es sinnvoll, diese Daten im Zusammenhang abzubilden und zu analysieren. INAcarry erfasst jedoch auch maschinenbezogene Daten wie Vibration, Betriebstemperatur, Ausleuchtung und Betriebsgeräusche. Das Besondere an der Lösung sei, dass der Sensorikträger auf der Förderstrecke autark seinen Weg durch die gesamte Produktion nimmt und somit ein ganzheitliches Datenbild erstellen kann – ohne dass stationäre Sensorik oder zusätzliches (versiertes) Personal eingesetzt werden muss. So gelangt das Unternehmen kosteneffizient zu einer Datenbasis – jeweils mit Fokus auf dem sensiblen Produktionsabschnitt oder derjenigen Maschine, die es zu analysieren oder zu optimieren gilt.

Anschluss aktueller Technologien wie künstliche Intelligenz und 5G

Obwohl es sich bei dem System um eine kosteneffiziente Lösung handelt, die gleichzeitig einen grundsätzlichen Einstieg in die Digitalisierung bieten kann, sind auch aktuelle Technologien kompatibel, sowohl im Bereich der Datenübertragung als auch hinsichtlich der Datenanalyse. Insbesondere auf der Suche nach unbekannten Fehlern oder unklaren Ursachen für Produktionsmängel liefert INAcarry die Grundlage für die Analyse durch Algorithmen des maschinellen Lernens. Diese können anhand von Modellen Anomalien erkennen und technische Bezüge sowie Ursachenzusammenhänge herstellen, zu denen die reine Bedienung oder die propietäre, klassische Dokumentation einer einzelnen Maschine oder eines Anlagenbestandteils das Unternehmen nicht befähigt hätten. „Beim Retrofitting mit INAcarry geht es um nachvollziehbare und direkte Messgrößen, zum Beispiel um Schwingungen“, erklärt Harry Fast, verantwortlicher Entwickler des Systems, „sie verrät uns viel über Laufruhe, Reibungen, Erschütterungen – das heißt über die technische Integrität, den ‚Gesundheitszustand‘ der Maschine. Bei Predictive Maintentance- Applikationen beispielsweise ist dies sehr wichtig.“

Die Daten werden für die Analyse drahtlos übertragen und in einer Datenbank abgelegt. Dafür ist INAcarry schon jetzt für den zukünftigen Funkstandard 5G vorbereitet. „Für Anwendungen wie diese ist eine besonders robuste drahtlose Kommunikation notwendig. 4G/5G-Campusnetze bieten hier neue Potenziale“, erklärt Gruppenleiter für Industrielle Kommunikation und IoT, Sebastian Schriegel.

Kostengünstiger Einstieg für KMU

„Wir haben das System entwickelt, damit man nicht mehr lokal an vielen Orten, sondern mit einem System an vielen Orten messen kann“, erläutert Fast. „Insbesondere in das Design und in das technische Layout haben wir viel Arbeit investiert, ebenso in die wissenschaftliche Vorstudie, wie aussagekräftig die Datenlage durch INAcarry für die Fehlererkennung schlussendlich sein wird“, so Fast weiter. „Speziell für kleine und mittelständische Unternehmen, welche sich bisher noch nicht oder kaum mit dem Thema Datenerfassung beschäftigt haben, ermöglicht unser INAcarry eine einfach integrierbare und kostengünstige Möglichkeit zur Überwachung von ganzen Produktionssystemen mit nur einem Sensorsystem“, fügt Dr. Holger Flatt den Ausführungen hinzu.

Kontakt:

Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB
Fraunhoferstraße 1
76131 Karlsruhe
www.iosb.fraunhofer.de

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