Produktionsdatenerfassungssystem

Autarker Fehlerdetektiv für die Produktion

23. Juni 2020, 11:16 Uhr   |  Hagen Lang

Autarker Fehlerdetektiv für die Produktion
© Fraunhofer IOSB-INA

Wenn die Maschine nicht zum Sensor kommt, muss der Sensor eben zur Maschine gehen. Das ist - einfach ausgedrückt - die Idee hinter dem Datenerfassungssystem des Fraunhofer IOSB-INA in Lemgo. (im Bild: die SmartFactory OWL in Lemgo).

Das Fraunhofer Institut IOSB-INA in Lemgo entwickelt nach dem intelligenten Produktionsdatenerfassungssystem INAsense den intelligenten Werkstückträger INAcarry zur datengetriebenen Fehleranalyse in der Produktion.

Kann eine Produktionsanlage nicht neu geplant werden, müssen Bestandsanlagen mit Sensoren ertüchtigt werden, um Prozessdaten wie Temperatur, Schall, Vibrationen, Leistungsaufnahme, Luftdruck u. a. zu gewinnen. Anstatt nun alle Maschinen und Komponenten mit Sensoren auszustatten, könnte man doch auch einen autonomen Sensorträger entwickeln, der quasi dezentral auf seinen Wegen durch die Produktion Daten erhebt, dachte man sich am Fraunhofer IOSB-INA.

Der Werkstückträger INAcarry des Instituts bewegt sich auf Förderstrecken von Station zu Station durch die Produktion und ist mit einem Satz von Sensoren bestückt sodass er die genannten Parameter erfasst. Bei Produkten, deren Herstellung durch Umweltfaktoren beeinflusst wird, ist es sinnvoll, diese Daten im Zusammenhang abzubilden und zu analysieren. INAcarry erfasst zusätzlich maschinenbezogene Daten wie Vibration, Betriebstemperatur, Ausleuchtung und Betriebsgeräusche.

Das Besondere an INAcarry ist, dass der Sensorikträger auf der Förderstrecke autark seinen Weg durch die gesamte Produktion nimmt und ein ganzheitliches Datenbild erstellen kann – ohne dass stationäre Sensorik oder zusätzliches Personal nötig ist.

Für die 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, die mit einer klassischen Dokumentation einer einzelnen Maschine oder eines Anlagenbestandteils nicht gelingt.

„Beim Retrofitting mit INAcarry geht es um nachvollziehbare und direkte Messgrößen, zum Beispiel um Schwingungen, erklärt Harry Fast, M.Sc., verantwortlicher Entwickler des Systems, „sie verrät uns viel über Laufruhe, Reibungen, Erschütterungen – d.h. über die technische Integrität, den ‚Gesundheitszustand‘ der Maschine. Bei Predictive Maintenance- Applikationen beispielsweise ist dies sehr wichtig.“

Die Daten werden für die Analyse drahtlos übertragen und in einer Datenbank abgelegt, künftig auch über den Funkstandard 5G. „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. “Speziell für Klein- 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 Gruppenleiter Dr. Holger Flatt den Ausführungen hinzu.

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