Industrie-4.0-Produktionsanlagen »Sensor- und Informationsfusion werden immer wichtiger«

Prof. Dr. Volker Lohweg, inIT: »Mit einer intelligenten Erweiterung der Sensorik an Produktionsanlagen können wir in der industriellen Fertigung beispielsweise den Gesundheitszustand einer Anlage überprüfen und Probleme frühzeitig erkennen.«
Prof. Dr. Volker Lohweg, inIT: »Mit einer intelligenten Erweiterung der Sensorik an Produktionsanlagen können wir in der industriellen Fertigung beispielsweise den Gesundheitszustand einer Anlage überprüfen und Probleme frühzeitig erkennen.«

Industrie 4.0 bietet Firmen neue Möglichkeiten, über eine intelligente Steuerung und Vernetzung flexibler und effizienter zu produzieren. Voraussetzung dafür: vielfältige Sensorsysteme. Wie Sensordaten direkter zugänglich werden, untersuchen Forscher am Institut für industrielle Informationstechnik.

»Informationsfusion wird in den nächsten Jahren den Maschinen- und Anlagenbau sowie die Fertigungsautomation durchdringen und damit einen wesentlichen Beitrag zur intelligenten Automation leisten«, erklärt Professor Volker Lohweg, Projektleiter und Vorstand am inIT und Mitglied das AMA Wissenschaftsrates, die Bedeutung der Datenerfassung und -analyse im Maschinen- und Anlagenbau. 

Im Forschungsprojekt DnSPro – das steht für »Sensor- und Informationsfusion für dezentral kooperierende sensorbasierende Subsysteme für Industrie-4.0-Produktionsanlagen« – arbeiten die Lemgoer Wissenschaftler im Centrum Industrial IT (CIIT) daher gemeinsam mit Partnern aus der Industrie und Forschung daran, die Grundlagen für intelligente Industrie-4.0-fähige Produktionsanlagen zu legen, die sich schnell und flexibel auf veränderte Bedingungen bei deutlich höherer Verfügbarkeit einstellen können.

Mittels Sensor- und Informationsfusion…

...wollen die Lemgoer Forscher die Zustandsüberwachung am Beispiel eines Abfüllprozesses koordinieren und optimieren sowie eine vorausschauende Wartung realisieren. »Anhand eines exemplarischen Abfüllprozesses für beliebige Flüssigkeiten soll das komplexe Zusammenspiel einzelner funktioneller Module bis hin zum Gesamtsystem dargestellt werden«, erläutert Lohweg. Ziel des Forschungsprojektes ist die Realisierung einer dezentralen, intelligenten Füllsteuerung, so dass sich Produktionsanlagen selbstständig auf das zu verarbeitende Produkt und unter Berücksichtigung seiner Eigenschaften und der Anlagenparameter einstellen können. 

Dafür integrieren die Lemgoer Forscher vielfältige sensorische Funktionen sowie intelligente autonome Selbstdiagnosefähigkeiten in die einzelnen Komponenten und Abfüllprozesse. »Besonderes Augenmerk legen wir auf die Gewährleistung einer lückenlosen dynamischen Datensicherheit«, so Lohweg. Eine dezentrale Steuerung ermöglicht ein schnelleres Handeln, um veränderte Produktionsprozesse abdecken zu können. Anlagenteile erhalten durch die Verwendung smarter Feldgeräte ein »Bewusstsein« über ihren aktuellen Zustand und damit erst in der Zukunft auftretende mögliche Probleme. 

Basierend auf diesem Prinzip ist die Herstellung beliebiger Sensor-Aktor-Subsysteme möglich, wie beispielsweise die Verknüpfung von Durchfluss-, Druck-, Temperatur- und Füllstandsensoren mit Ventilen und Pumpen. Lohweg resümiert: »Anwendungen in der Industrie 4.0 erfordern vielfältige Sensorsysteme. Mit einer intelligenten Erweiterung der Sensorik an Produktionsanlagen können wir in der industriellen Fertigung beispielsweise den Gesundheitszustand einer Anlage überprüfen und Probleme frühzeitig erkennen.«

Knapp ein Jahr nach Projektbeginn…

...können die Projektpartner bereits erste Ergebnisse vorweisen: Ein Meilenstein des Projekts, die Schaffung der Voraussetzungen für die Realisierung des DnS-Subsystems, ist erfolgreich erfolgt, die erste Szenario-Analyse ist abgeschlossen und etwaige Forschungshürden überwunden. »Dieses Projekt zeigt die Notwendigkeit von Sensor- und Informationsfusion für Industrie-4.0-Anwendungen klar auf«, betont Lohweg. Auch die Bedeutung von technischer Sensorik sei keinesfalls zu unterschätzen. Alleine die Tatsache, dass es beim Bundesministerium für Bildung und Forschung eine eigene Förderlinie für Sensor- und Informationsfusion gebe, zeige die Bedeutung dieses Themas für Industrie 4.0 auf.