Smarte Sensorsysteme

für Monitoring-Lösungen

Fit für die Zukunft

Was heute noch wie Science Fiction klingt, wird mithilfe neuer Technologien wie Machine Learning oder Künstlicher Intelligenz bereits morgen Realität sein. Smarte Sensorsysteme von ASC spielen bei der Digitalisierung und Vernetzung eine zentrale Rolle: Sie schaffen die Voraussetzungen für zahlreiche Monitoring-Lösungen sowie innovative Industrie 4.0-Anwendungen.

Die Grundlage dafür bildet ein modularer Baukasten, welcher die komplette Messkette von der Erfassung inertialer Messgrößen, über die Implementierung komplexer Entscheidungsalgorithmen bis hin zur Analyse der extrahierten, applikationsspezifischen Merkmalsvektoren in einem kompakten Sensorsystem beinhaltet. Dabei erfassen die smarten Sensorsysteme die Eigenschaften und das Verhalten von Komponenten, Fahrzeugen, Maschinen oder Infrastrukturen und ermöglichen eine Zustandsüberwachung (Condition Monitoring) in Echtzeit. Die eigentliche Intelligenz besteht jedoch darin, die historischen sowie aktuellen Daten zu verknüpfen und daraus die zukünftige Entwicklung der kritischen Parameter zu ermitteln. Diese Analysen schaffen wiederum nicht nur die Basis für vorausschauende Wartung (Predictive Maintenance), sondern auch für die Erstellung Digitaler Zwillinge und helfen, Arbeitsprozesse zu automatisieren und dadurch effizienter zu gestalten.

Sie benötigen eine smarte Monitoring-Lösung?
Kein Problem wir haben das passende Sensorsystem für Sie!

Sensordaten: Die Basis für neue Technologien

Vom Sensorwert zum Merkmalsvektor: Maschinelles Lernen / Machine Learning
Der Smarte Sensor verarbeitet Messdaten derart, dass vom Sensor bereits Merkmale aus den Messdaten extrahiert und als Merkmalsvektoren übertragen werden. Dies wird ermöglicht, indem der Smarte Sensor Rechenleistung und Algorithmen vereint und in bidirektionaler Verbindung mit dem restlichen System steht. Somit können die Auswertealgorithmen für die Merkmalsextraktion auch während des Betriebs angepasst werden.

Die Smarten Sensoren von ASC verfügen über Rechenleistung, die frei verwendet werden kann, um die Algorithmen für die Merkmalsextraktion an die eigenen Bedürfnisse anzupassen!

Künstliche Intelligenz (KI) / Artificial Intelligence (AI)

KI hilft, komplexe Zusammenhänge zu verstehen und in mathematischen Gleichungen zu beschreiben. Mit KI wird es möglich, große Datenmengen zu analysieren und z. B. Regeln zur optimalen Steuerung automatisch zu erstellen.
Smarte Sensoren haben die Fähigkeit, Merkmalsvektoren zu bewerten und selbstständig Entscheidungen zu treffen. Dadurch werden Systeme dezentralisiert und einzelne Sensorknoten arbeiten losgelöst voneinander, aber dennoch im Verbund und optimieren hierbei die Prozesse.

Die Smarten Sensoren von ASC sind optimal an die Anforderungen von Künstlicher Intelligenz angepasst. Sie vereinen intelligente Auswertung und Kommunikation!

Themenbereiche

Digitaler Zwilling

Ein Digitaler Zwilling ist das virtuelle Modell eines realen physischen Objekts. Er verbindet die reale und die virtuelle Welt miteinander. Digitale Zwillinge werden mithilfe realer Sensordaten zum Leben erweckt, die z. B. die Arbeitsbedingungen oder Positionen von Maschinen exakt erfassen. Durch die Kopplung beider Welten und die Analyse der von den Sensoren gesammelten Daten können Probleme bei der Produktentwicklung/-nutzung frühzeitig erkannt und behoben werden. So ist es möglich, Ausfälle von Maschinen oder Anlagen zu vermeiden und neue Produkte ohne teure physische Prototypen zu entwickeln.

Die Smarten Sensoren von ASC sind jeder Herausforderung des Digitalen Zwillings gewappnet! Sie können im Simulationsmodus vordefinierte Pseudomessdaten wiedergeben, aber auch hochpräzise Messdaten im Echtzeit-Betrieb zur Verfügung stellen.

Ein Digitaler Zwilling kann in allen Phasen
des Produktlebenszyklus zum Einsatz kommen:

Design

Bei der Erstellung eines Prototyps können verschiedene Design-Alternativen virtuell umgesetzt und getestet werden. Dies verkürzt den Entwicklungszyklus erheblich und stellt sicher, dass alle Anforderungen erfüllt werden.

 

Erstellung / Manufacturing

Hier hilft der Digitale Zwilling, eine bessere Effizienz und bessere Qualität bei der Produktion zu erreichen.

Nutzung /Operate

Durch Predictive Maintenance kann die Verfügbarkeit erhöht werden

Vernetzung

Vor allem durch die Vernetzung von Sensoren im Rahmen der Digitalisierung entsteht ein enormer Mehrwert. Sie können dadurch sehr einfach in weitere Systeme integriert werden oder aber auch Informationen untereinander austauschen. Die Kommunikation kann kabelgebunden oder drahtlos erfolgen. Durch Mesh-Netzwerke können große Reichweiten und eine hohe Redundanz erziel werden. Die Smarten Sensoren von ASC sprechen viele Sprachen – z. B. EtherCAT, CAN, Bluetooth oder LTE!

Predictive Maintenance

Der Grundgedanke von Predictive Maintenance ist sehr einfach: Durch die frühzeitige Erkennung von bedrohlichen Veränderungen können gefährliche Situationen entschärft werden, bevor ein Schaden entsteht. Dazu ist es notwendig, die maßgeblichen Parameter zu kennen, diese kontinuierlich zu überwachen und mit Sollwerten abzugleichen. Dafür sind präzise, hochgenaue und zuverlässige Messdaten erforderlich, wie sie von den ASC-Sensoren geliefert werden.

Je besser die Datenqualität, umso zuverlässiger die Prädiktion!
Durch Maschinelles Lernen und Künstliche Intelligenz werden die erforderlichen Merkmale zur Früherkennung von Schäden in Erfahrung gebracht. Anschließend liefert der Digitale Zwilling im laufenden Betrieb die notwendigen Aussagen, ob sich alles im optimalen Bereich befindet und wann eine Wartung eingeplant werden muss.

Vorteile

  • besser planbare Service-Einsätze und -konzepte
    nachhaltig optimiertes Ersatzteil-Management
  • deutlich höhere Anlagenverfügbarkeit
  • signifikante Reduzierung der Lebenszykluskosten
  • spürbar höhere Produktivität sowie Wirtschaftlichkeit


Die Smarten Sensoren von ASC lassen sich durch ihre flexible Programmierung und die hohe Datenqualität vielfältig im Bereich der Predictive Maintenance einsetzen.

Digital Rail

Die Modernisierung der Infrastruktur und Fahrzeuge gilt als Grundvoraussetzung, um der Optimierung von Streckenkapazitäten und dem steigenden Verkehrsaufkommen gerecht zur werden. Die Digitalisierung der Schiene erfordert allerdings zuverlässige und intelligente Sensorlösungen. Mit seinen Smarten Sensoren bietet ASC die passende Antwort auf diese Herausforderungen.

Die Smarten Sensoren von ASC bilden die komplette Messaufgabe in einem System ab und basieren dabei auf einem modularen Funktionsbaukasten. Dieser umfasst zum einen die eingesetzte Hardware – also zuverlässige und bewährte Sensorelemente für die Bestimmung der physikalischen Größen Beschleunigung und/oder Winkelgeschwindigkeit, das an die rauen Umgebungsbedingungen angepasste Housing sowie die bidirektionale, kabellose oder kabelgebundene Datenkommunikation mit einer Vielzahl standardisierter Schnittstellen. Zum anderen beinhaltet der Funktionsbaukasten aber auch die flexibel kombinierbare Softwarekomponenten und Algorithmen, um die vorverarbeiteten Messdaten und Merkmalsvektoren lokal auf dem Sensor aus- und bewerten zu können.

Durch smarten Monitoring Lösungen in Echtzeit wird nicht nur der Ist-Zustand von Fahrzeugen und Infrastruktur erfasst. Mittels selbstlernender Algorithmen werden auch Prognosen zur weiteren Entwicklung künftiger Materialschwächen erstellt. Durch die Smarten Sensoren lassen sich Instandhaltungsmaßnahmen vorausschauend planen und damit wesentlich effizienter durchführen!

Smart Factory

In einer Smart Factory kommen zahlreiche neue Technologien zum Einsatz. Aber nicht nur der Produktionsprozess innerhalb einer Fabrik wird hierbei betrachtet, sondern der gesamte Betrieb. Neben dem Einsatz eines Digitalen Zwillings mit Predictive Maintenance zur Steigerung der Anlagenverfügbarkeit gibt es zahlreiche weitere Anwendungen wie z. B. die Virtuelle Inbetriebnahme: 

Bei der virtuellen Inbetriebnahme wird eine Fabrik oder Anlage in einer simulierten Umgebung in Betrieb genommen. Durch den Digitalen Zwilling der Anlage werden alle Informationen so zur Verfügung gestellt, wie wenn die Anlage real funktionieren würde. Alle Arbeitsabläufe können somit bereits im Vorfeld der realen Inbetriebnahme erarbeitet und getestet werden. Ebenso werden Mitarbeiter rechtzeitig geschult und an die Bedienung der Anlage herangeführt. Die Umstellung auf den Betrieb der realen Anlage erfolgt für die Mitarbeiter nahtlos und ohne Umgewöhnung.
Smarte Sensoren liefern hierbei die fundamentalen Daten: Durch einen Simulationsmodus können die Sensoren vordefinierte Messwerte mit den dementsprechenden Auswertungen liefern, so dass verschiedenste Situationen für den Anlagenbetrieb simuliert werden. Anschließend messen die Smarten Sensoren wieder reale Werte, ohne dass Sensoren ausgetauscht oder verändert werden müssen.

Smarte Sensoren von ASC liefern Anlagenparameter in Echtzeit! Der aktuelle Zustand der Anlagen und damit der Fabrik ist jederzeit bekannt. Ein weiteres Beispiel sind fahrerlose Transportsysteme. In der smarten Fabrik kommen zunehmend fahrerlose Transportsysteme zum Einsatz, deren Aufgabe es ist, eine reibungslose Produktion durch das rechtzeitige Bereitstellen von Bauteilen sicher zu stellen. Die fahrerlosen Transportsysteme sorgen wie von Geisterhand für den benötigten Nachschub.

Auch hier sind Smarte Sensoren von ASC im Einsatz. Sie sorgen für eine unfallfreie und sichere Fahrt!

 

Smart Shipping

Predictive Maintenance ist auch in der Schifffahrt ein großer Technologiesprung. Vor allem Containerschiffe werden durch riesige Motoren angetrieben, die – wenn einmal gestartet – nicht wieder abgestellt werden können. Hier ist es immens wichtig, evtl. Schäden sehr frühzeitig zu erkennen, damit Reparaturen einplant werden können. Da sich der Schaden mithilfe der Smarten Sensoren schon genauer bestimmen lässt, können auch notwendige Ersatzteile optimal disponiert werden.

Aber auch die Betriebsparameter und Umweltbedingungen wie Temperatur, Wind und Seegang werden erfasst und mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz verarbeitet. Ergebnis sind z. B. Betriebsparameter, die über einen längeren Zeitraum optimal angepasst sind und den Kraftstoffverbrauch signifikant sinken lassen.

Die Smarten Sensoren von ASC bieten durch ihre hohe Robustheit, Messgenauigkeit und Flexibilität die ideale Basis für höhere Effizienz und Verfügbarkeit!

Sie interessieren sich für den Einsatz smarter Sensorsysteme?
Lassen Sie uns folgende Themenfelder besprechen!

Service

Presse: Köhler + Partner GmbH

Presse

Management

Karriere

Anfrage: Smarte Sensorsysteme

Anzahl Achsen
Sensortechnologie
Temperatur min - max
Sensorart

ASC 3521MF

Uniaxial, kapazitiv
Messbereich: ±2 bis ±200 g
Rauschdichte: 10 bis 680 µg/√Hz
Frequenzbereich (±5 %): DC bis 1800 Hz

ASC 5515LN

Triaxial, kapazitiv
Messbereich: ±2 bis ±400 g
Rauschdichte: 7 bis 400 µg/√Hz
Frequenzbereich (±5 %): DC bis 1000 Hz