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Gastkommentar zu Sensorik & Industrie4.0

Komplexität beherrschbar machen

13. Juni 2019, 14:30 Uhr   |  Von Peter Krause

Komplexität beherrschbar machen
© frankie's | Shutterstock.com

Datenerfassung und Datenaufbereitung wachsen zusammen: Smarte Sensorsysteme erledigen beides und zeichnen sich als Trend in der industriellen Sensorik ab.

Sensordaten sind die Grundlage für Industrie 4.0 und KI. Relevante Aussagen lassen sich aber erst nach der Datenaufbereitung ableiten. Die wird immer komplexer und Schritt für Schritt in den Sensor verlagert. Ein Gastkommentar von Peter Krause, Vorstandsvorsitzender des AMA Verbands.

Digitale Innovationen durchdringen nahezu alle Bereiche des Lebens. Sie verändern die Arbeit, die Kommunikation und ermöglichen neue Produkte und Services. Laut Bitkom Research können sich heute 31 Prozent der Verbraucher in Deutschland vorstellen, ein selbstfahrendes Auto zu kaufen. Dreiviertel der Deutschen könnten sich nach Aussage des Fraunhofer-Instituts für Arbeitswirtschaft und Organisation (IAO) mit einem Roboter als Haushaltshilfe anfreunden. Roland Berger berichtet, dass der digitale Gesundheitsmarkt bis 2020 auf 200 Milliarden US-Dollar weltweit anwachsen wird.

Diese wenigen Bespiele der aktuellen technologischen Möglichkeiten sind nicht nur ein Spiegel für die Aufgeschlossenheit unserer Gesellschaft gegenüber Technik, sondern zeigen auch die treibenden Faktoren für den kontinuierlich wachsenden Markt der Sensorik und Messtechnik. Digitalisierung, künstliche Intelligenz und das Internet of Things (IoT) basieren auf den Daten, die von Sensoren erfasst und ausgewertet werden.

Genau in diesen sogenannten Smart Sensors erkennen wir den Trend in der Sensorik: Die Entwicklung vom Sensor hin zum Sensorsystem, um die zunehmende Komplexität beherrschbar zu machen. Immer häufiger sind smarte Sensorsysteme gefragt, die neben der eigentlichen Messgrößenerfassung auch die Signalaufbereitung, die Signalverarbeitung und die Kommunikationsfunktionen in einem Gehäuse vereinigen.

Peter-Krause vom AMA Verband Sensorik
© AMA

Peter-Krause, AMA Verband Sensorik: »Immer häufiger sind smarte Sensorsysteme gefragt, die neben der eigentlichen Messgrößenerfassung auch die Signalaufbereitung, die Signalverarbeitung und die Kommunikationsfunktionen in einem Gehäuse vereinigen«

In der Gebäudetechnik etwa sorgen Sensoren dafür, die Energieerzeugung und -verteilung, Klimatisierung und Wärmerückgewinnung intelligent aufeinander abzustimmen und mit der eingesetzten Energie ressourcenschonend und kosteneffizient umzugehen. Sensoren liefern Messwerte u.a. über Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Druck. Mithilfe dieser Daten übernimmt das Automatisierungssystem die Überwachung, Steuerung und Regelung der technischen Anlagen. Die Informationen werden zentral gesammelt, ausgewertet und optimieren den wirtschaftlichen Betrieb ganzer Gebäudekomplexe.

In der Maschine-to-Maschine-Kommunikation spielt die drahtlose Kommunikation von Maschinen, Fahrzeugen und Automaten eine immer wichtigere Rolle und führt zur Optimierung von Geschäftsprozessen in Logistik, Fernüberwachung, Sicherheitstechnik und im Gesundheitswesen.

Der 3D-Druck, die additive Fertigung, setzt sich in der Produktion von Maschinen- und Industriebauteilen weiter durch. Insbesondere in der Medizintechnik verbessern sich dadurch die Diagnosemöglichkeiten, die Orthopädietechnik und die Zahnmedizin. In der Luft- und Raumfahrt dient diese Fertigungsmethode zur Reduktion von Gewicht, daraus ergeben sich verringerte Transportkosten. Astronauten könnten zukünftig mit 3D-Druckern dringend benötigte Ersatzteile selbst vor Ort herstellen. Neue Mobilitätskonzepte werden den Verkehr der Zukunft nachhaltig prägen. Sensorhersteller arbeiten an innovativen Technologien für eine umweltfreundlichere Mobilität. Fundiertes Know-how in Chip-Design, Produktion und Mikroelektronik-Packaging ermöglichen leistungsstarke Technologien für eine emissions- und verbrauchsarme Mobilität.

Fahrerassistenzsysteme entlasten und unterstützen den Fahrer bereits heute und werden durch gesetzliche Vorschriften immer häufiger Pflichtbestandteil in PKW, LKW, Nutz- und Sonderfahrzeugen. Aktuell entwickeln Automobilhersteller ihre Fahrerassistenzsysteme weiter, sodass autonome Autos selbstständig fahren werden.

Moderne Mikrosysteme, die aus Sensorik und Elektronik bestehen, sind heute vernetzt, autark, intelligent und weit mehr als nur eine Komponente. Längst haben sie sich zu eigenständigen Knoten in intelligenten Systemen wie Sensornetzwerken entwickelt. Für die Sensorik und Messtechnik ergibt sich daraus ein rasant wachsender Markt. Die Branche steigert den Umsatz im Durchschnitt um 6,5 Prozent jährlich, investiert kräftig und erhöht die Mitarbeiterzahlen stetig.

Mit der Digitalisierung und der damit einhergehenden Vernetzung bestehen die zukünftigen Herausforderungen neben der reinen Datenerfassung durch Sensoren in der intelligenten Dateninterpretation. Um eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation und ganze Sensornetzwerke für sogenannte Smart Cities stabil betreiben zu können, benötigen wir in Deutschland allerdings dringend belastbare Hochgeschwindigkeitsnetze.

Sensorik und Messtechnik sind somit die Schlüsseltechnologien für die Digitalisierung, die künstliche Intelligenz, das Internet der Dinge und erhalten die Konkurrenzfähigkeit der deutschen Wirtschaft im Wettlauf um zukunftsfähige Technologien. Wichtig ist und bleibt bei bestehenden und zukünftigen Technologien eine branchenübergreifende und interdisziplinäre Vernetzung zwischen allen beteiligten Akteuren aus Industrie und Wissenschaft. Eine Plattform dafür ist die Fachmesse Sensor+Test vom 25. bis 27. Juni 2019 in Nürnberg, auf der einige technische Ansätze und fertige Lösungen für Intelligenz im Sensor bereits zu sehen sein werden.

Peter Krause

ist Vice President Distribution Business & Vice President Technology and Alliance Management bei First Sensor. Er studierte Physik an der Humboldt-Universität zu Berlin, arbeitete als Entwicklungsingenieur auf dem Gebiet der Ionenimplantation und als wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Technischen Universität Berlin im Bereich MEMS-Sensorik. Seit 1999 gehört er zur Geschäftsführung bei First Sensor und ist seit 2015 Vorsitzender des Sensorikverbands AMA.

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