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Knapp ein Jahr nach der Entwicklung des mobilen Produktionsdatenerfas-sungssystems „INAsense“ entwickelt das Fraunhofer IOSB-INA nun den intel-ligenten Werkstückträger „INAcarry“ zur datengetriebenen Fehleranalyse in Unternehmen...
Fraunhofer in Lemgo entwickelt mobilen Sensorträger für verkettete Produktionslinien
Je komplexer die Produktionslinie, desto aufwendiger die Ursachenfor-schung bei Fehlern, Störungen oder Qualitätsmängeln. Für jede Station im Anlagenverbund hilft die Erfassung von Prozessdaten, um den Gesundheits-zustand zu bestimmen – denn das kann helfen, um Stillstandszeiten zu redu-zieren. Praktische Hilfe hierfür kommt aus Lemgo: Knapp ein Jahr nach der Entwicklung des mobilen Produktionsdatenerfassungssystems „INAsense“ entwickelt das Fraunhofer IOSB-INA nun den intelligenten Werkstückträger „INAcarry“ zur datengetriebenen Fehleranalyse in Unternehmen. Die kom-pakte und vielseitige Sensorik-Einheit nutzt Förderstrecken, um unterschied-liche Umgebungs- und Maschinendaten der Produktion zu erfassen, zu sam-meln und drahtlos
zu übertragen.
Die sogenannte Industrie 4.0 bedeutet die intelligente Vernetzung von Menschen, Maschinen und Produkten, um mittels Transparenz die Effizienz, Sicherheit und Flexi-bilität zu erhöhen – grob dargestellt. Bei dieser Transparenz geht es um Produkti-onsdaten, Umgebungsdaten und Netzwerkdaten.
Sensordaten: alternativloser Hebel für KMU
„Was man nicht messen kann, kann man nicht lenken“, ist mindestens so bekannt wie der Topos Industrie 4.0. Maschinendaten sind Grundlage aller Digitalisierungs- oder Industrie 4.0-Applikationen. Um Bestandsanlagen nun ebenfalls „eine Stim-me“zu geben, müssen relevante Prozessdaten mit möglichst wenigen Sensoren er-hoben werden. Sie sind der Hebel, um einzelne Maschinen oder ganze Produktions-linien digital abzubilden, zu analysieren und auf dieser Basis transparenter, effizienter und flexibler zu machen: An Bestandsanlagen werden Temperatur, Leistungsauf-nahme, Vibration, Schall, Luftdruck und viele andere Prozessgrößen durch externe Sensorik gemessen und mit den KPI’s der Produktion verglichen. Hier hatte sich das Produktionsdatenerfassungssystem INAsense vom Fraunhofer IOSB-INA bereits als hilfreiches Werkzeug erwiesen, für welches unter andererm schon der NRW Minister-präsident Armin Laschet lobende Worte fand.
Mobil, flexibel, autark – erschwinglich
INAcarry heißt die neue Entwicklung von Gruppenleiter Dr. Holger Flatt und seinem Team. Das Konzept ist denkbar einfach: Ein Werkstückträger, der sich auf Förderstre-cken von Station zu Station durch die Produktion bewegt, ist mit einem Satz an Sen-sorik bestückt und kann so unterschiedliche Umgebungsdaten wie beispielsweise Temperatur, Luftfeuchtigkeit und -qualität, Druck erfassen. Insbesondere bei Produk-ten, 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 ist, 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 Unter-nehmen kosteneffizient zu einer Datenbasis – jeweils mit Fokus auf dem sensiblen Produktionsabschnitt oder derjenigen Maschine, die es zu analysieren oder zu opti-mieren gilt.
Anschluss aktueller Technologien: KI und 5G
Obwohl es sich bei dem System um eine kosteneffiziente Lösung handelt, die gleich-zeitig einen grundsätzlichen Einstieg in die Digitalisierung bieten kann, sind auch die neuesten 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 Ursachenzusam-menhänge herstellen, zu denen die reine Bedienung oder die propietäre, klassische Dokumentation einer einzelnen Maschine oder eines Anlagenbestandteils das Un-ternehmen nicht befähigt hätten. „Beim Retrofitting mit INAcarry geht es um nach-vollziehbare und direkte Messgrößen, zum Beispiel um Schwingungen, erklärt Harry Fast, M.Sc., verantwortlicher Entwickler des Systems, „sie verrät uns viel über Laufru-he, Reibungen, Erschütterungen – d.h. über die technische Integrität, den ‚Gesund-heitszustand‘ der Maschine. Bei Predictive Maintentance- Applikationen beispielswei-se ist dies sehr wichtig.“
Die Daten werden für die Analyse drahtlos übertragen und in einer Datenbank ab-gelegt. Dafür ist INAcarry schon jetzt für den zukünftigen Funkstandard 5G orberei-tet. „Für Anwendungen wie diese ist eine besonders robuste drahtlose Kommunika-tion notwendig. 4G/5G-Campusnetze bieten hier neue Potenziale“, erklärt Gruppen-leiter für Industrielle Kommunikation und IoT, Sebastian Schriegel, M.Sc..
Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler waren insbesondere von der Idee in-spiriert, eine Produktionsdatenerfassung zu automatisieren und innerhalb der Fabrik zu dezentralisieren: „Wir haben das System entwickelt, damit man nicht mehr lokal an vielen Orten, sondern mit einem System an vielen Orten messen kann“, erläutert Harry Fast. „Insbesondere in das Design und in das technische Layout haben wir viel Arbeit investiert, ebenso in der wissenschaftlichen Vorstudie, wie aussagekräftig die Datenlage durch INAcarry für die Fehlererkennung schlussendlich sein wird“, so Fast weiter.
“Speziell für Klein- und Mittelständische Unternehmen, welche sich bisher noch
nicht oder kaum mit dem Thema Datenerfassung beschäftigt haben, ermöglicht un-ser INAcarry eine einfach integrierbare und kostengüstige Möglichkeit zur Überwa-chung von ganzen Produktionssystemen mit nur einem Sensorsystem“, fügt Dr. Hol-ger Flatt den Ausführungen hinzu.
Dr.-Ing. Holger Flatt
Campusallee 1
32657 Lemgo
Telefon +49 5261/94290-31
Fax +49 5261/94290-90
E-Mail holger.flatt@iosb-ina.fraunhofer.de
Vereint auf einer Fläche etwa eines Tablets moderne Sensorik: das dezentrale Produk-tionsdatenerfass ...
Fraunhofer IOSB-INA
Harry Fast M.A. ist wissenschaftlicher Mitarbeiter und Entwickler des neuen INAcarry Systems.
Fraunhofer IOSB-INA
Presseinformation - INAcarry 15.06.2020
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Journalisten, Wirtschaftsvertreter, Wissenschaftler
Elektrotechnik, Informationstechnik, Maschinenbau, Werkstoffwissenschaften, Wirtschaft
überregional
Buntes aus der Wissenschaft, Forschungsergebnisse
Deutsch
Vereint auf einer Fläche etwa eines Tablets moderne Sensorik: das dezentrale Produk-tionsdatenerfass ...
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Harry Fast M.A. ist wissenschaftlicher Mitarbeiter und Entwickler des neuen INAcarry Systems.
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